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UNIVERSIDAD NACIONAL UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FEDERICO VILLARREAL Profesio nales Formando Profesionales Facultad de Ingeniera Industrial y de Sistemas Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial BIOTECNOLOGÍA ASIGNATURA: BIOQUIMICA II PROFESOR: ING. SOTO LOVON JULIO INTEGRANTES: o PIZARRO CASTRO CRISTIAN RAUL o RODRIGUEZ JESUS JUAN EDUARDO o TALENAS TUCTO ROY ERIK o YANCE ASTUCURI JAVIER o ZAPATA RUIZ RUDY JEANPIER FECHA DE PRESENTACION: 19 DE NOVIEMBRE DE 2010 UNFV – FIIS - Ingeniería Agroindustrial 1

BIOTECNOLOGIA

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UNIVERSIDAD NACIONALUNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREALFEDERICO VILLARREAL

Profesionales Formando Profesionales

Facultad de Ingeniera Industrial y de Sistemas

Escuela Profesional de Ingenieriacutea Agroindustrial

BIOTECNOLOGIacuteA

ASIGNATURA BIOQUIMICA II

PROFESOR ING SOTO LOVON JULIO

INTEGRANTESo PIZARRO CASTRO CRISTIAN RAULo RODRIGUEZ JESUS JUAN EDUARDOo TALENAS TUCTO ROY ERIKo YANCE ASTUCURI JAVIERo ZAPATA RUIZ RUDY

JEANPIER

FECHA DE PRESENTACION19 DE NOVIEMBRE DE 2010

4to CICLO ldquoCrdquo

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INDICEINTRODUCCIONCAPITULO I ldquoBiotecnologiacuteardquo

1 iquestQueacute es la Biotecnologiacutea2 Antecedentes

21 Los Inicios de la Biotecnologiacutea22 La Biotecnologiacutea Moderna23 La uacuteltima Generacioacuten de la Biotecnologiacutea

3 Principales Aacutereas Biotecnoloacutegicas31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero34 Biocatalizadores35 Biorremediacioacuten36 Fermentacioacuten37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al

petroacuteleo38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

4 Aacutembito industrial y geograacutefico del estudio

CAPITULO II ldquoAPLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICOrdquo

1 Biocataacutelisis Aplicacioacuten de las Enzimas en el sector industrial2 El mercado de las enzimas3 Enzimas para un Desarrollo Sostenible

31 Procesos del almidoacuten32 Detergentes33 Detergentes para lavaplatos34 Tensioactivos35 Desencolado textil36 Cuero37 Industria papelera38 Productos horneados39Biocataacutelisis

4 La Biorremediacioacuten5 Aplicaciones bioloacutegicas6 Produccioacuten de biogaacutes y alcohol7 Ecuacioacuten de Monod71 Cineacutetica72 Crecimiento Celular

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73 Cineacutetica del crecimiento celular

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 Caso praacutectico Biorremediacioacuten2 Caso praacutectico Limpieza3 Caso praacutectico Aguas residuales4 Caso praacutectico Biopulpeado5 Caso praacutectico Disentildeo de un cultivo iniciador para fermentacioacuten de

vinos especiacuteficos de la regioacuten6 Caso praacutectico Cultivo de tejidos para la produccioacuten de metabolitos

secundarios7 Caso praacutectico Desarrollo y aplicacioacuten de meacutetodos innovadores

para el control de la contaminacioacuten en productos alimentarios y agriacutecolas

8 Caso praacutectico Calidad de la harina9 Caso praacutectico Compuestos bioactivos a partir de residuos de

frutas verduras y productos agrarios produccioacuten in vitro de flavonoides y antocianinas

10 Caso praacutectico Valorizacioacuten del suero de leche

CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 Definicioacuten2 Beneficios3 Poleacutemica

CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU1 Aacutembito de ley2 Sobre las consideraciones eacuteticas3 Sobre otras ramas de la biotecnologiacutea4 Sobre la incertidumbre de las nuevas tecnologiacuteas5 Justificacioacuten de la biotecnologiacutea en el Peruacute6 Distribucioacuten de teacutecnicas bioloacutegicas en el Peruacute7 Instituciones que realizan biotecnoloacutegica en el Peruacute

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCIOacuteNLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten tecnoloacutegica que utiliza sistemas bioloacutegicos y organismos vivos o sus derivados para la creacioacuten o modificacioacuten de diversos productos o procesos en usos Es decir la biotecnologiacutea no es considerada una ciencia como tal sino como cualquier teacutecnica o tecnologiacutea que emplea a organismos vivos o sus componentes con objeto de mejorar especies de plantas o animales o desarrollar microorganismos para un uso determinado y por lo general utiliza en beneficio del ser humano Es importante sentildealar que la biotecnologiacutea tiene un enfoque multidisciplinario ya que involucra a su vez a varias disciplinas y ciencias Entre ellas se encuentra la biologiacutea la bioquiacutemica la geneacutetica la virologiacutea la agronomiacutea la ingenieriacutea la quiacutemica la medicina y la veterinaria entre otras De hecho la biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de un conjunto de tecnologiacuteas que van desde las teacutecnicas tradicionales ya largamente establecidas y ampliamente conocidas y utilizadas desde la antiguumledad (por ejemplo la fermentacioacuten de alimentos y control bioloacutegico) hasta las ldquomodernasrdquo basadas en el empleo de nuevas teacutecnicas de ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) los anticuerpos monoclonales y los nuevos meacutetodos de cultivo de ceacutelulas y tejidos Usos de la biotecnologiacuteaLa biotecnologiacutea ha sido empleada por el ser humano desde los comienzos de su misma historia cuando eacuteste se volvioacute sedentario (hace unos 10000 antildeos aproximadamente) Fue a traveacutes de la observacioacuten y la buacutesqueda de alimentos cuando aprendioacute a domesticar animales y a desarrollar la agricultura dejando asiacute de depender por completo de la caza o la recoleccioacuten Cabe destacar que lo primero que el hombre aprendioacute a domesticar no fueron los animales sino la levadura La levadura (Saccharomyces spp) fue utilizada en la preparacioacuten de pan queso yogurt y bebidas alcohoacutelicas como la produccioacuten de cerveza y vino Esto con el fin de convertir productos como la leche o el jugo de uvas en productos de fermentacioacuten maacutes apetitosos Asiacute mismo el ser humano comenzoacute tambieacuten con el mejoramiento de cultivos y la domesticacioacuten de animales mediante las cruzas las cuales han sido un factor limitante en el mejoramiento de organismos porque los meacutetodos convencionales incluyendo algunos descritos desde el Antiguo Testamento han sido tardados y empiacutericos ademaacutes de que se efectuaban por medio del ensayo y error En este trabajo analizaremos todos los puntos que intervengan en el uso de la biotecnologiacutea desde sus comienzos hasta la actualidad y en diversas formas de aplicacioacuten

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CAPITULO I BIOTECNOLOGIA1 iquestQUEacute ES LA BIOTECNOLOGIacuteA

Establecer una definicioacuten exacta de biotecnologiacutea es una tarea difiacutecil porque engloba diferentes actividades cientiacuteficas y productivas Ademaacutes la biotecnologiacutea abarca un amplio espectrode conceptos desde los tecnoloacutegicos hasta los cientiacuteficos

Algunas definiciones de biotecnologiacutea son

ldquoLa biotecnologiacutea es un conjunto de poderosas herramientas que utiliza organismos vivos (o partede estos organismos) para obtener o modificar productos mejorar especies de plantas y animaleso desarrollar microorganismos para determinados usosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la teacutecnica de manipulacioacuten de formas vivas (organismos) para obtener productosuacutetiles a la humanidadrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de los principios de la ciencia y de la ingenieriacutea al procesadode materiales mediante agentes bioloacutegicos con el fin de obtener productos y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la integracioacuten de las ciencias naturales y la ingenieriacutea para conseguir aplicar organismos y ceacutelulas o partes de los mismos asiacute como anaacutelogos moleculares en la produccioacuten de bienes y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es el uso industrial de organismos vivos o teacutecnicas bioloacutegicas desarrolladasen la investigacioacuten baacutesica Los productos biotecnoloacutegicos incluyen antibioacuteticos insulina interferoacutenADN recombinante y anticuerpos monoclonales Las teacutecnicas biotecnoloacutegicas incluyeningenieriacutea geneacutetica cultivos celulares cultivos de tejidos bioprocesados ingenieriacutea deproteiacutenas biocataacutelisis biosensores y bioingenieriacuteardquo

ldquoLa biotecnologiacutea no es una sola tecnologiacutea agrupa varias teacutecnicas que tienen en comuacuten la manipulacioacutende ceacutelulas vivas y sus moleacuteculas y la aplicacioacuten praacutectica de estos procesos para lamejora de la vida

ldquoEn teacuterminos generales la biotecnologiacutea es el uso de procesos bioloacutegicos para la obtencioacuten de productos uacutetiles que incluyen organismos modificados sustancias y aparatosrdquo

ldquoSe llama biotecnologiacutea a los procesos bioloacutegicos que producen sustancias beneficiosas para la agricultura la industria la medicina y el medio ambienterdquoLos inicios remotos de la biotecnologiacutea se encuentran ya en las sociedades primitivas con la elaboracioacuten de pan queso vino cerveza etc O tambieacuten se

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pueden considerar precedentes de la biotecnologiacutea la apicultura y la ganaderiacutea Sin embargo el uso de la palabra biotecnologiacutea en Estados Unidos uno de los paiacuteses maacutes avanzados en este campo ha venido a significar todo un sector industrial dedicado a crear desarrollar y comercializar una gama de productos obtenidos mediante manipulacioacuten geneacutetica biologiacutea molecular o por la aplicacioacuten controlada y dirigida de microorganismos o partes de ellos

Si nos fijamos en una aplicacioacuten maacutes industrial podemos definir los campos de la biotecnologiacutea en relacioacuten con los productos obtenidos

bull Produccioacuten de biomasa microbiana para alimentacioacuten animal

bull Produccioacuten microbiana de sustancias quiacutemicas como aacutecido ciacutetrico aacutecido glutaacutemico aminoaacutecidos etc

bull Produccioacuten enzimaacutetica de sustancias quiacutemicas especiales como determinados isoacutemeros oacutepticos etc

bull Produccioacuten microbiana o enzimaacutetica de antibioacuteticos y vitaminas

bull Produccioacuten a gran escala de sustancias quiacutemicas anteriormente producidas a partir del petroacuteleo como etanol butanol acetona aacutecido aceacutetico etc

bull Produccioacuten a partir de ceacutelulas animales o vegetales o de microorganismos geneacuteticamente modificados de antiacutegenos anticuerpos agentes terapeacuteuticos y de diagnoacutestico que anteriormente se fabricaban a partir de organismos superiores

bull Productos para la agricultura y la ganaderiacutea Este meacutetodo supone la mejora de las especies de plantas y animales por ingenieriacutea geneacutetica y resulta mucho maacutes raacutepido y efectivo que los meacutetodos utilizados hasta ahora (esquejes o seleccioacuten y cruzamiento de especies)

bull Productos para la industria alimentaria por ejemplo enzimas coadyuvantes alimentarios y sobre todo un mayor conocimiento de los procesos de fermentacioacuten utilizados desde siempre con la posibilidad de seleccionar mejor los microorganismos e incluso de mejorarlos geneacuteticamente

bull Tecnologiacuteas maacutes limpias o menos contaminantes La obtencioacuten de una tecnologiacutea sin riesgos ambientales o con los miacutenimos como resultado de la aplicacioacuten de las diferentes aacutereas de la biotecnologiacutea puede considerarse tambieacuten un producto obtenido a partir de la biotecnologiacutea y ser aplicable a diferentes sectores industriales

bull Si nos fijamos en el tipo de proceso obtenemos otra distribucioacuten de los campos o aacutereas de la biotecnologiacutea

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ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) Esta teacutecnica es la base de los procesos de obtencioacuten de enzimas hormonas anticuerpos vacunas etc

Cultivo de ceacutelulas vegetales y proteiacutenas unicelulares Esta teacutecnica se utiliza en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas como esteroides alcaloides proteiacutenas unicelulares para la produccioacuten de biomasa etc

Fermentaciones industriales Esta teacutecnica es muy antigua pero hoy en diacutea estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde maacutes interese Mediante la fermentacioacuten se obtienen alimentos antibioacuteticos y productos quiacutemicos

Biocataacutelisis Esta teacutecnica estaacute en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones por ejemplo con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias quiacutemicas Los biosensores y algunos equipos de diagnoacutestico utilizan tambieacuten biocatalizadores Ademaacutes actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologiacuteas maacutes limpias en sectores como las industrias textil papelera de curtidos etc

Biorremediacioacuten En el tratamiento y reutilizacioacuten de residuos se aplica cada vez maacutes la biotecnologiacutea

De hecho es el campo que presenta una gama maacutes amplia de aplicaciones Asiacute se utilizan meacutetodos biotecnoloacutegicos en la detoxificacioacuten de tierras contaminadas por herbicidas en el tratamiento de aguas residuales en la recuperacioacuten de residuos industriales por ejemplo el suero de queseriacutea o los residuos de celulosa etc

bull Ingenieriacutea de procesos Alrededor de las aplicaciones biotecnoloacutegicas se ha desarrollado una industria que aplica los meacutetodos de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos Por ejemplo encontramos la ingenieriacutea de procesos en la filtracioacuten y pretratamiento de efluentes reciclado de aguas extraccioacuten de productos recuperacioacuten de catalizadores y microorganismos etc

En definitiva una definicioacuten praacutectica de biotecnologiacutea es muy amplia y ademaacutes cambia con el tiempo debido al raacutepido desarrollo de nuevas teacutecnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biologiacutea molecular que abren constantemente nuevas perspectivas

Las aplicaciones de la biotecnologiacutea son muy diversas y sus ventajas tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la estaacuten aplicando en sus procesos productivos Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnoloacutegicos en su produccioacuten son los siguientes

bull Agriculturabull Ganaderiacutea

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bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 2: BIOTECNOLOGIA

INDICEINTRODUCCIONCAPITULO I ldquoBiotecnologiacuteardquo

1 iquestQueacute es la Biotecnologiacutea2 Antecedentes

21 Los Inicios de la Biotecnologiacutea22 La Biotecnologiacutea Moderna23 La uacuteltima Generacioacuten de la Biotecnologiacutea

3 Principales Aacutereas Biotecnoloacutegicas31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero34 Biocatalizadores35 Biorremediacioacuten36 Fermentacioacuten37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al

petroacuteleo38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

4 Aacutembito industrial y geograacutefico del estudio

CAPITULO II ldquoAPLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICOrdquo

1 Biocataacutelisis Aplicacioacuten de las Enzimas en el sector industrial2 El mercado de las enzimas3 Enzimas para un Desarrollo Sostenible

31 Procesos del almidoacuten32 Detergentes33 Detergentes para lavaplatos34 Tensioactivos35 Desencolado textil36 Cuero37 Industria papelera38 Productos horneados39Biocataacutelisis

4 La Biorremediacioacuten5 Aplicaciones bioloacutegicas6 Produccioacuten de biogaacutes y alcohol7 Ecuacioacuten de Monod71 Cineacutetica72 Crecimiento Celular

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73 Cineacutetica del crecimiento celular

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 Caso praacutectico Biorremediacioacuten2 Caso praacutectico Limpieza3 Caso praacutectico Aguas residuales4 Caso praacutectico Biopulpeado5 Caso praacutectico Disentildeo de un cultivo iniciador para fermentacioacuten de

vinos especiacuteficos de la regioacuten6 Caso praacutectico Cultivo de tejidos para la produccioacuten de metabolitos

secundarios7 Caso praacutectico Desarrollo y aplicacioacuten de meacutetodos innovadores

para el control de la contaminacioacuten en productos alimentarios y agriacutecolas

8 Caso praacutectico Calidad de la harina9 Caso praacutectico Compuestos bioactivos a partir de residuos de

frutas verduras y productos agrarios produccioacuten in vitro de flavonoides y antocianinas

10 Caso praacutectico Valorizacioacuten del suero de leche

CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 Definicioacuten2 Beneficios3 Poleacutemica

CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU1 Aacutembito de ley2 Sobre las consideraciones eacuteticas3 Sobre otras ramas de la biotecnologiacutea4 Sobre la incertidumbre de las nuevas tecnologiacuteas5 Justificacioacuten de la biotecnologiacutea en el Peruacute6 Distribucioacuten de teacutecnicas bioloacutegicas en el Peruacute7 Instituciones que realizan biotecnoloacutegica en el Peruacute

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCIOacuteNLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten tecnoloacutegica que utiliza sistemas bioloacutegicos y organismos vivos o sus derivados para la creacioacuten o modificacioacuten de diversos productos o procesos en usos Es decir la biotecnologiacutea no es considerada una ciencia como tal sino como cualquier teacutecnica o tecnologiacutea que emplea a organismos vivos o sus componentes con objeto de mejorar especies de plantas o animales o desarrollar microorganismos para un uso determinado y por lo general utiliza en beneficio del ser humano Es importante sentildealar que la biotecnologiacutea tiene un enfoque multidisciplinario ya que involucra a su vez a varias disciplinas y ciencias Entre ellas se encuentra la biologiacutea la bioquiacutemica la geneacutetica la virologiacutea la agronomiacutea la ingenieriacutea la quiacutemica la medicina y la veterinaria entre otras De hecho la biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de un conjunto de tecnologiacuteas que van desde las teacutecnicas tradicionales ya largamente establecidas y ampliamente conocidas y utilizadas desde la antiguumledad (por ejemplo la fermentacioacuten de alimentos y control bioloacutegico) hasta las ldquomodernasrdquo basadas en el empleo de nuevas teacutecnicas de ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) los anticuerpos monoclonales y los nuevos meacutetodos de cultivo de ceacutelulas y tejidos Usos de la biotecnologiacuteaLa biotecnologiacutea ha sido empleada por el ser humano desde los comienzos de su misma historia cuando eacuteste se volvioacute sedentario (hace unos 10000 antildeos aproximadamente) Fue a traveacutes de la observacioacuten y la buacutesqueda de alimentos cuando aprendioacute a domesticar animales y a desarrollar la agricultura dejando asiacute de depender por completo de la caza o la recoleccioacuten Cabe destacar que lo primero que el hombre aprendioacute a domesticar no fueron los animales sino la levadura La levadura (Saccharomyces spp) fue utilizada en la preparacioacuten de pan queso yogurt y bebidas alcohoacutelicas como la produccioacuten de cerveza y vino Esto con el fin de convertir productos como la leche o el jugo de uvas en productos de fermentacioacuten maacutes apetitosos Asiacute mismo el ser humano comenzoacute tambieacuten con el mejoramiento de cultivos y la domesticacioacuten de animales mediante las cruzas las cuales han sido un factor limitante en el mejoramiento de organismos porque los meacutetodos convencionales incluyendo algunos descritos desde el Antiguo Testamento han sido tardados y empiacutericos ademaacutes de que se efectuaban por medio del ensayo y error En este trabajo analizaremos todos los puntos que intervengan en el uso de la biotecnologiacutea desde sus comienzos hasta la actualidad y en diversas formas de aplicacioacuten

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CAPITULO I BIOTECNOLOGIA1 iquestQUEacute ES LA BIOTECNOLOGIacuteA

Establecer una definicioacuten exacta de biotecnologiacutea es una tarea difiacutecil porque engloba diferentes actividades cientiacuteficas y productivas Ademaacutes la biotecnologiacutea abarca un amplio espectrode conceptos desde los tecnoloacutegicos hasta los cientiacuteficos

Algunas definiciones de biotecnologiacutea son

ldquoLa biotecnologiacutea es un conjunto de poderosas herramientas que utiliza organismos vivos (o partede estos organismos) para obtener o modificar productos mejorar especies de plantas y animaleso desarrollar microorganismos para determinados usosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la teacutecnica de manipulacioacuten de formas vivas (organismos) para obtener productosuacutetiles a la humanidadrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de los principios de la ciencia y de la ingenieriacutea al procesadode materiales mediante agentes bioloacutegicos con el fin de obtener productos y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la integracioacuten de las ciencias naturales y la ingenieriacutea para conseguir aplicar organismos y ceacutelulas o partes de los mismos asiacute como anaacutelogos moleculares en la produccioacuten de bienes y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es el uso industrial de organismos vivos o teacutecnicas bioloacutegicas desarrolladasen la investigacioacuten baacutesica Los productos biotecnoloacutegicos incluyen antibioacuteticos insulina interferoacutenADN recombinante y anticuerpos monoclonales Las teacutecnicas biotecnoloacutegicas incluyeningenieriacutea geneacutetica cultivos celulares cultivos de tejidos bioprocesados ingenieriacutea deproteiacutenas biocataacutelisis biosensores y bioingenieriacuteardquo

ldquoLa biotecnologiacutea no es una sola tecnologiacutea agrupa varias teacutecnicas que tienen en comuacuten la manipulacioacutende ceacutelulas vivas y sus moleacuteculas y la aplicacioacuten praacutectica de estos procesos para lamejora de la vida

ldquoEn teacuterminos generales la biotecnologiacutea es el uso de procesos bioloacutegicos para la obtencioacuten de productos uacutetiles que incluyen organismos modificados sustancias y aparatosrdquo

ldquoSe llama biotecnologiacutea a los procesos bioloacutegicos que producen sustancias beneficiosas para la agricultura la industria la medicina y el medio ambienterdquoLos inicios remotos de la biotecnologiacutea se encuentran ya en las sociedades primitivas con la elaboracioacuten de pan queso vino cerveza etc O tambieacuten se

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pueden considerar precedentes de la biotecnologiacutea la apicultura y la ganaderiacutea Sin embargo el uso de la palabra biotecnologiacutea en Estados Unidos uno de los paiacuteses maacutes avanzados en este campo ha venido a significar todo un sector industrial dedicado a crear desarrollar y comercializar una gama de productos obtenidos mediante manipulacioacuten geneacutetica biologiacutea molecular o por la aplicacioacuten controlada y dirigida de microorganismos o partes de ellos

Si nos fijamos en una aplicacioacuten maacutes industrial podemos definir los campos de la biotecnologiacutea en relacioacuten con los productos obtenidos

bull Produccioacuten de biomasa microbiana para alimentacioacuten animal

bull Produccioacuten microbiana de sustancias quiacutemicas como aacutecido ciacutetrico aacutecido glutaacutemico aminoaacutecidos etc

bull Produccioacuten enzimaacutetica de sustancias quiacutemicas especiales como determinados isoacutemeros oacutepticos etc

bull Produccioacuten microbiana o enzimaacutetica de antibioacuteticos y vitaminas

bull Produccioacuten a gran escala de sustancias quiacutemicas anteriormente producidas a partir del petroacuteleo como etanol butanol acetona aacutecido aceacutetico etc

bull Produccioacuten a partir de ceacutelulas animales o vegetales o de microorganismos geneacuteticamente modificados de antiacutegenos anticuerpos agentes terapeacuteuticos y de diagnoacutestico que anteriormente se fabricaban a partir de organismos superiores

bull Productos para la agricultura y la ganaderiacutea Este meacutetodo supone la mejora de las especies de plantas y animales por ingenieriacutea geneacutetica y resulta mucho maacutes raacutepido y efectivo que los meacutetodos utilizados hasta ahora (esquejes o seleccioacuten y cruzamiento de especies)

bull Productos para la industria alimentaria por ejemplo enzimas coadyuvantes alimentarios y sobre todo un mayor conocimiento de los procesos de fermentacioacuten utilizados desde siempre con la posibilidad de seleccionar mejor los microorganismos e incluso de mejorarlos geneacuteticamente

bull Tecnologiacuteas maacutes limpias o menos contaminantes La obtencioacuten de una tecnologiacutea sin riesgos ambientales o con los miacutenimos como resultado de la aplicacioacuten de las diferentes aacutereas de la biotecnologiacutea puede considerarse tambieacuten un producto obtenido a partir de la biotecnologiacutea y ser aplicable a diferentes sectores industriales

bull Si nos fijamos en el tipo de proceso obtenemos otra distribucioacuten de los campos o aacutereas de la biotecnologiacutea

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ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) Esta teacutecnica es la base de los procesos de obtencioacuten de enzimas hormonas anticuerpos vacunas etc

Cultivo de ceacutelulas vegetales y proteiacutenas unicelulares Esta teacutecnica se utiliza en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas como esteroides alcaloides proteiacutenas unicelulares para la produccioacuten de biomasa etc

Fermentaciones industriales Esta teacutecnica es muy antigua pero hoy en diacutea estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde maacutes interese Mediante la fermentacioacuten se obtienen alimentos antibioacuteticos y productos quiacutemicos

Biocataacutelisis Esta teacutecnica estaacute en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones por ejemplo con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias quiacutemicas Los biosensores y algunos equipos de diagnoacutestico utilizan tambieacuten biocatalizadores Ademaacutes actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologiacuteas maacutes limpias en sectores como las industrias textil papelera de curtidos etc

Biorremediacioacuten En el tratamiento y reutilizacioacuten de residuos se aplica cada vez maacutes la biotecnologiacutea

De hecho es el campo que presenta una gama maacutes amplia de aplicaciones Asiacute se utilizan meacutetodos biotecnoloacutegicos en la detoxificacioacuten de tierras contaminadas por herbicidas en el tratamiento de aguas residuales en la recuperacioacuten de residuos industriales por ejemplo el suero de queseriacutea o los residuos de celulosa etc

bull Ingenieriacutea de procesos Alrededor de las aplicaciones biotecnoloacutegicas se ha desarrollado una industria que aplica los meacutetodos de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos Por ejemplo encontramos la ingenieriacutea de procesos en la filtracioacuten y pretratamiento de efluentes reciclado de aguas extraccioacuten de productos recuperacioacuten de catalizadores y microorganismos etc

En definitiva una definicioacuten praacutectica de biotecnologiacutea es muy amplia y ademaacutes cambia con el tiempo debido al raacutepido desarrollo de nuevas teacutecnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biologiacutea molecular que abren constantemente nuevas perspectivas

Las aplicaciones de la biotecnologiacutea son muy diversas y sus ventajas tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la estaacuten aplicando en sus procesos productivos Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnoloacutegicos en su produccioacuten son los siguientes

bull Agriculturabull Ganaderiacutea

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bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 3: BIOTECNOLOGIA

73 Cineacutetica del crecimiento celular

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 Caso praacutectico Biorremediacioacuten2 Caso praacutectico Limpieza3 Caso praacutectico Aguas residuales4 Caso praacutectico Biopulpeado5 Caso praacutectico Disentildeo de un cultivo iniciador para fermentacioacuten de

vinos especiacuteficos de la regioacuten6 Caso praacutectico Cultivo de tejidos para la produccioacuten de metabolitos

secundarios7 Caso praacutectico Desarrollo y aplicacioacuten de meacutetodos innovadores

para el control de la contaminacioacuten en productos alimentarios y agriacutecolas

8 Caso praacutectico Calidad de la harina9 Caso praacutectico Compuestos bioactivos a partir de residuos de

frutas verduras y productos agrarios produccioacuten in vitro de flavonoides y antocianinas

10 Caso praacutectico Valorizacioacuten del suero de leche

CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 Definicioacuten2 Beneficios3 Poleacutemica

CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU1 Aacutembito de ley2 Sobre las consideraciones eacuteticas3 Sobre otras ramas de la biotecnologiacutea4 Sobre la incertidumbre de las nuevas tecnologiacuteas5 Justificacioacuten de la biotecnologiacutea en el Peruacute6 Distribucioacuten de teacutecnicas bioloacutegicas en el Peruacute7 Instituciones que realizan biotecnoloacutegica en el Peruacute

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCIOacuteNLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten tecnoloacutegica que utiliza sistemas bioloacutegicos y organismos vivos o sus derivados para la creacioacuten o modificacioacuten de diversos productos o procesos en usos Es decir la biotecnologiacutea no es considerada una ciencia como tal sino como cualquier teacutecnica o tecnologiacutea que emplea a organismos vivos o sus componentes con objeto de mejorar especies de plantas o animales o desarrollar microorganismos para un uso determinado y por lo general utiliza en beneficio del ser humano Es importante sentildealar que la biotecnologiacutea tiene un enfoque multidisciplinario ya que involucra a su vez a varias disciplinas y ciencias Entre ellas se encuentra la biologiacutea la bioquiacutemica la geneacutetica la virologiacutea la agronomiacutea la ingenieriacutea la quiacutemica la medicina y la veterinaria entre otras De hecho la biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de un conjunto de tecnologiacuteas que van desde las teacutecnicas tradicionales ya largamente establecidas y ampliamente conocidas y utilizadas desde la antiguumledad (por ejemplo la fermentacioacuten de alimentos y control bioloacutegico) hasta las ldquomodernasrdquo basadas en el empleo de nuevas teacutecnicas de ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) los anticuerpos monoclonales y los nuevos meacutetodos de cultivo de ceacutelulas y tejidos Usos de la biotecnologiacuteaLa biotecnologiacutea ha sido empleada por el ser humano desde los comienzos de su misma historia cuando eacuteste se volvioacute sedentario (hace unos 10000 antildeos aproximadamente) Fue a traveacutes de la observacioacuten y la buacutesqueda de alimentos cuando aprendioacute a domesticar animales y a desarrollar la agricultura dejando asiacute de depender por completo de la caza o la recoleccioacuten Cabe destacar que lo primero que el hombre aprendioacute a domesticar no fueron los animales sino la levadura La levadura (Saccharomyces spp) fue utilizada en la preparacioacuten de pan queso yogurt y bebidas alcohoacutelicas como la produccioacuten de cerveza y vino Esto con el fin de convertir productos como la leche o el jugo de uvas en productos de fermentacioacuten maacutes apetitosos Asiacute mismo el ser humano comenzoacute tambieacuten con el mejoramiento de cultivos y la domesticacioacuten de animales mediante las cruzas las cuales han sido un factor limitante en el mejoramiento de organismos porque los meacutetodos convencionales incluyendo algunos descritos desde el Antiguo Testamento han sido tardados y empiacutericos ademaacutes de que se efectuaban por medio del ensayo y error En este trabajo analizaremos todos los puntos que intervengan en el uso de la biotecnologiacutea desde sus comienzos hasta la actualidad y en diversas formas de aplicacioacuten

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CAPITULO I BIOTECNOLOGIA1 iquestQUEacute ES LA BIOTECNOLOGIacuteA

Establecer una definicioacuten exacta de biotecnologiacutea es una tarea difiacutecil porque engloba diferentes actividades cientiacuteficas y productivas Ademaacutes la biotecnologiacutea abarca un amplio espectrode conceptos desde los tecnoloacutegicos hasta los cientiacuteficos

Algunas definiciones de biotecnologiacutea son

ldquoLa biotecnologiacutea es un conjunto de poderosas herramientas que utiliza organismos vivos (o partede estos organismos) para obtener o modificar productos mejorar especies de plantas y animaleso desarrollar microorganismos para determinados usosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la teacutecnica de manipulacioacuten de formas vivas (organismos) para obtener productosuacutetiles a la humanidadrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de los principios de la ciencia y de la ingenieriacutea al procesadode materiales mediante agentes bioloacutegicos con el fin de obtener productos y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la integracioacuten de las ciencias naturales y la ingenieriacutea para conseguir aplicar organismos y ceacutelulas o partes de los mismos asiacute como anaacutelogos moleculares en la produccioacuten de bienes y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es el uso industrial de organismos vivos o teacutecnicas bioloacutegicas desarrolladasen la investigacioacuten baacutesica Los productos biotecnoloacutegicos incluyen antibioacuteticos insulina interferoacutenADN recombinante y anticuerpos monoclonales Las teacutecnicas biotecnoloacutegicas incluyeningenieriacutea geneacutetica cultivos celulares cultivos de tejidos bioprocesados ingenieriacutea deproteiacutenas biocataacutelisis biosensores y bioingenieriacuteardquo

ldquoLa biotecnologiacutea no es una sola tecnologiacutea agrupa varias teacutecnicas que tienen en comuacuten la manipulacioacutende ceacutelulas vivas y sus moleacuteculas y la aplicacioacuten praacutectica de estos procesos para lamejora de la vida

ldquoEn teacuterminos generales la biotecnologiacutea es el uso de procesos bioloacutegicos para la obtencioacuten de productos uacutetiles que incluyen organismos modificados sustancias y aparatosrdquo

ldquoSe llama biotecnologiacutea a los procesos bioloacutegicos que producen sustancias beneficiosas para la agricultura la industria la medicina y el medio ambienterdquoLos inicios remotos de la biotecnologiacutea se encuentran ya en las sociedades primitivas con la elaboracioacuten de pan queso vino cerveza etc O tambieacuten se

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pueden considerar precedentes de la biotecnologiacutea la apicultura y la ganaderiacutea Sin embargo el uso de la palabra biotecnologiacutea en Estados Unidos uno de los paiacuteses maacutes avanzados en este campo ha venido a significar todo un sector industrial dedicado a crear desarrollar y comercializar una gama de productos obtenidos mediante manipulacioacuten geneacutetica biologiacutea molecular o por la aplicacioacuten controlada y dirigida de microorganismos o partes de ellos

Si nos fijamos en una aplicacioacuten maacutes industrial podemos definir los campos de la biotecnologiacutea en relacioacuten con los productos obtenidos

bull Produccioacuten de biomasa microbiana para alimentacioacuten animal

bull Produccioacuten microbiana de sustancias quiacutemicas como aacutecido ciacutetrico aacutecido glutaacutemico aminoaacutecidos etc

bull Produccioacuten enzimaacutetica de sustancias quiacutemicas especiales como determinados isoacutemeros oacutepticos etc

bull Produccioacuten microbiana o enzimaacutetica de antibioacuteticos y vitaminas

bull Produccioacuten a gran escala de sustancias quiacutemicas anteriormente producidas a partir del petroacuteleo como etanol butanol acetona aacutecido aceacutetico etc

bull Produccioacuten a partir de ceacutelulas animales o vegetales o de microorganismos geneacuteticamente modificados de antiacutegenos anticuerpos agentes terapeacuteuticos y de diagnoacutestico que anteriormente se fabricaban a partir de organismos superiores

bull Productos para la agricultura y la ganaderiacutea Este meacutetodo supone la mejora de las especies de plantas y animales por ingenieriacutea geneacutetica y resulta mucho maacutes raacutepido y efectivo que los meacutetodos utilizados hasta ahora (esquejes o seleccioacuten y cruzamiento de especies)

bull Productos para la industria alimentaria por ejemplo enzimas coadyuvantes alimentarios y sobre todo un mayor conocimiento de los procesos de fermentacioacuten utilizados desde siempre con la posibilidad de seleccionar mejor los microorganismos e incluso de mejorarlos geneacuteticamente

bull Tecnologiacuteas maacutes limpias o menos contaminantes La obtencioacuten de una tecnologiacutea sin riesgos ambientales o con los miacutenimos como resultado de la aplicacioacuten de las diferentes aacutereas de la biotecnologiacutea puede considerarse tambieacuten un producto obtenido a partir de la biotecnologiacutea y ser aplicable a diferentes sectores industriales

bull Si nos fijamos en el tipo de proceso obtenemos otra distribucioacuten de los campos o aacutereas de la biotecnologiacutea

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ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) Esta teacutecnica es la base de los procesos de obtencioacuten de enzimas hormonas anticuerpos vacunas etc

Cultivo de ceacutelulas vegetales y proteiacutenas unicelulares Esta teacutecnica se utiliza en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas como esteroides alcaloides proteiacutenas unicelulares para la produccioacuten de biomasa etc

Fermentaciones industriales Esta teacutecnica es muy antigua pero hoy en diacutea estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde maacutes interese Mediante la fermentacioacuten se obtienen alimentos antibioacuteticos y productos quiacutemicos

Biocataacutelisis Esta teacutecnica estaacute en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones por ejemplo con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias quiacutemicas Los biosensores y algunos equipos de diagnoacutestico utilizan tambieacuten biocatalizadores Ademaacutes actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologiacuteas maacutes limpias en sectores como las industrias textil papelera de curtidos etc

Biorremediacioacuten En el tratamiento y reutilizacioacuten de residuos se aplica cada vez maacutes la biotecnologiacutea

De hecho es el campo que presenta una gama maacutes amplia de aplicaciones Asiacute se utilizan meacutetodos biotecnoloacutegicos en la detoxificacioacuten de tierras contaminadas por herbicidas en el tratamiento de aguas residuales en la recuperacioacuten de residuos industriales por ejemplo el suero de queseriacutea o los residuos de celulosa etc

bull Ingenieriacutea de procesos Alrededor de las aplicaciones biotecnoloacutegicas se ha desarrollado una industria que aplica los meacutetodos de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos Por ejemplo encontramos la ingenieriacutea de procesos en la filtracioacuten y pretratamiento de efluentes reciclado de aguas extraccioacuten de productos recuperacioacuten de catalizadores y microorganismos etc

En definitiva una definicioacuten praacutectica de biotecnologiacutea es muy amplia y ademaacutes cambia con el tiempo debido al raacutepido desarrollo de nuevas teacutecnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biologiacutea molecular que abren constantemente nuevas perspectivas

Las aplicaciones de la biotecnologiacutea son muy diversas y sus ventajas tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la estaacuten aplicando en sus procesos productivos Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnoloacutegicos en su produccioacuten son los siguientes

bull Agriculturabull Ganaderiacutea

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bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 4: BIOTECNOLOGIA

INTRODUCCIOacuteNLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten tecnoloacutegica que utiliza sistemas bioloacutegicos y organismos vivos o sus derivados para la creacioacuten o modificacioacuten de diversos productos o procesos en usos Es decir la biotecnologiacutea no es considerada una ciencia como tal sino como cualquier teacutecnica o tecnologiacutea que emplea a organismos vivos o sus componentes con objeto de mejorar especies de plantas o animales o desarrollar microorganismos para un uso determinado y por lo general utiliza en beneficio del ser humano Es importante sentildealar que la biotecnologiacutea tiene un enfoque multidisciplinario ya que involucra a su vez a varias disciplinas y ciencias Entre ellas se encuentra la biologiacutea la bioquiacutemica la geneacutetica la virologiacutea la agronomiacutea la ingenieriacutea la quiacutemica la medicina y la veterinaria entre otras De hecho la biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de un conjunto de tecnologiacuteas que van desde las teacutecnicas tradicionales ya largamente establecidas y ampliamente conocidas y utilizadas desde la antiguumledad (por ejemplo la fermentacioacuten de alimentos y control bioloacutegico) hasta las ldquomodernasrdquo basadas en el empleo de nuevas teacutecnicas de ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) los anticuerpos monoclonales y los nuevos meacutetodos de cultivo de ceacutelulas y tejidos Usos de la biotecnologiacuteaLa biotecnologiacutea ha sido empleada por el ser humano desde los comienzos de su misma historia cuando eacuteste se volvioacute sedentario (hace unos 10000 antildeos aproximadamente) Fue a traveacutes de la observacioacuten y la buacutesqueda de alimentos cuando aprendioacute a domesticar animales y a desarrollar la agricultura dejando asiacute de depender por completo de la caza o la recoleccioacuten Cabe destacar que lo primero que el hombre aprendioacute a domesticar no fueron los animales sino la levadura La levadura (Saccharomyces spp) fue utilizada en la preparacioacuten de pan queso yogurt y bebidas alcohoacutelicas como la produccioacuten de cerveza y vino Esto con el fin de convertir productos como la leche o el jugo de uvas en productos de fermentacioacuten maacutes apetitosos Asiacute mismo el ser humano comenzoacute tambieacuten con el mejoramiento de cultivos y la domesticacioacuten de animales mediante las cruzas las cuales han sido un factor limitante en el mejoramiento de organismos porque los meacutetodos convencionales incluyendo algunos descritos desde el Antiguo Testamento han sido tardados y empiacutericos ademaacutes de que se efectuaban por medio del ensayo y error En este trabajo analizaremos todos los puntos que intervengan en el uso de la biotecnologiacutea desde sus comienzos hasta la actualidad y en diversas formas de aplicacioacuten

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CAPITULO I BIOTECNOLOGIA1 iquestQUEacute ES LA BIOTECNOLOGIacuteA

Establecer una definicioacuten exacta de biotecnologiacutea es una tarea difiacutecil porque engloba diferentes actividades cientiacuteficas y productivas Ademaacutes la biotecnologiacutea abarca un amplio espectrode conceptos desde los tecnoloacutegicos hasta los cientiacuteficos

Algunas definiciones de biotecnologiacutea son

ldquoLa biotecnologiacutea es un conjunto de poderosas herramientas que utiliza organismos vivos (o partede estos organismos) para obtener o modificar productos mejorar especies de plantas y animaleso desarrollar microorganismos para determinados usosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la teacutecnica de manipulacioacuten de formas vivas (organismos) para obtener productosuacutetiles a la humanidadrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de los principios de la ciencia y de la ingenieriacutea al procesadode materiales mediante agentes bioloacutegicos con el fin de obtener productos y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la integracioacuten de las ciencias naturales y la ingenieriacutea para conseguir aplicar organismos y ceacutelulas o partes de los mismos asiacute como anaacutelogos moleculares en la produccioacuten de bienes y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es el uso industrial de organismos vivos o teacutecnicas bioloacutegicas desarrolladasen la investigacioacuten baacutesica Los productos biotecnoloacutegicos incluyen antibioacuteticos insulina interferoacutenADN recombinante y anticuerpos monoclonales Las teacutecnicas biotecnoloacutegicas incluyeningenieriacutea geneacutetica cultivos celulares cultivos de tejidos bioprocesados ingenieriacutea deproteiacutenas biocataacutelisis biosensores y bioingenieriacuteardquo

ldquoLa biotecnologiacutea no es una sola tecnologiacutea agrupa varias teacutecnicas que tienen en comuacuten la manipulacioacutende ceacutelulas vivas y sus moleacuteculas y la aplicacioacuten praacutectica de estos procesos para lamejora de la vida

ldquoEn teacuterminos generales la biotecnologiacutea es el uso de procesos bioloacutegicos para la obtencioacuten de productos uacutetiles que incluyen organismos modificados sustancias y aparatosrdquo

ldquoSe llama biotecnologiacutea a los procesos bioloacutegicos que producen sustancias beneficiosas para la agricultura la industria la medicina y el medio ambienterdquoLos inicios remotos de la biotecnologiacutea se encuentran ya en las sociedades primitivas con la elaboracioacuten de pan queso vino cerveza etc O tambieacuten se

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pueden considerar precedentes de la biotecnologiacutea la apicultura y la ganaderiacutea Sin embargo el uso de la palabra biotecnologiacutea en Estados Unidos uno de los paiacuteses maacutes avanzados en este campo ha venido a significar todo un sector industrial dedicado a crear desarrollar y comercializar una gama de productos obtenidos mediante manipulacioacuten geneacutetica biologiacutea molecular o por la aplicacioacuten controlada y dirigida de microorganismos o partes de ellos

Si nos fijamos en una aplicacioacuten maacutes industrial podemos definir los campos de la biotecnologiacutea en relacioacuten con los productos obtenidos

bull Produccioacuten de biomasa microbiana para alimentacioacuten animal

bull Produccioacuten microbiana de sustancias quiacutemicas como aacutecido ciacutetrico aacutecido glutaacutemico aminoaacutecidos etc

bull Produccioacuten enzimaacutetica de sustancias quiacutemicas especiales como determinados isoacutemeros oacutepticos etc

bull Produccioacuten microbiana o enzimaacutetica de antibioacuteticos y vitaminas

bull Produccioacuten a gran escala de sustancias quiacutemicas anteriormente producidas a partir del petroacuteleo como etanol butanol acetona aacutecido aceacutetico etc

bull Produccioacuten a partir de ceacutelulas animales o vegetales o de microorganismos geneacuteticamente modificados de antiacutegenos anticuerpos agentes terapeacuteuticos y de diagnoacutestico que anteriormente se fabricaban a partir de organismos superiores

bull Productos para la agricultura y la ganaderiacutea Este meacutetodo supone la mejora de las especies de plantas y animales por ingenieriacutea geneacutetica y resulta mucho maacutes raacutepido y efectivo que los meacutetodos utilizados hasta ahora (esquejes o seleccioacuten y cruzamiento de especies)

bull Productos para la industria alimentaria por ejemplo enzimas coadyuvantes alimentarios y sobre todo un mayor conocimiento de los procesos de fermentacioacuten utilizados desde siempre con la posibilidad de seleccionar mejor los microorganismos e incluso de mejorarlos geneacuteticamente

bull Tecnologiacuteas maacutes limpias o menos contaminantes La obtencioacuten de una tecnologiacutea sin riesgos ambientales o con los miacutenimos como resultado de la aplicacioacuten de las diferentes aacutereas de la biotecnologiacutea puede considerarse tambieacuten un producto obtenido a partir de la biotecnologiacutea y ser aplicable a diferentes sectores industriales

bull Si nos fijamos en el tipo de proceso obtenemos otra distribucioacuten de los campos o aacutereas de la biotecnologiacutea

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ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) Esta teacutecnica es la base de los procesos de obtencioacuten de enzimas hormonas anticuerpos vacunas etc

Cultivo de ceacutelulas vegetales y proteiacutenas unicelulares Esta teacutecnica se utiliza en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas como esteroides alcaloides proteiacutenas unicelulares para la produccioacuten de biomasa etc

Fermentaciones industriales Esta teacutecnica es muy antigua pero hoy en diacutea estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde maacutes interese Mediante la fermentacioacuten se obtienen alimentos antibioacuteticos y productos quiacutemicos

Biocataacutelisis Esta teacutecnica estaacute en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones por ejemplo con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias quiacutemicas Los biosensores y algunos equipos de diagnoacutestico utilizan tambieacuten biocatalizadores Ademaacutes actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologiacuteas maacutes limpias en sectores como las industrias textil papelera de curtidos etc

Biorremediacioacuten En el tratamiento y reutilizacioacuten de residuos se aplica cada vez maacutes la biotecnologiacutea

De hecho es el campo que presenta una gama maacutes amplia de aplicaciones Asiacute se utilizan meacutetodos biotecnoloacutegicos en la detoxificacioacuten de tierras contaminadas por herbicidas en el tratamiento de aguas residuales en la recuperacioacuten de residuos industriales por ejemplo el suero de queseriacutea o los residuos de celulosa etc

bull Ingenieriacutea de procesos Alrededor de las aplicaciones biotecnoloacutegicas se ha desarrollado una industria que aplica los meacutetodos de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos Por ejemplo encontramos la ingenieriacutea de procesos en la filtracioacuten y pretratamiento de efluentes reciclado de aguas extraccioacuten de productos recuperacioacuten de catalizadores y microorganismos etc

En definitiva una definicioacuten praacutectica de biotecnologiacutea es muy amplia y ademaacutes cambia con el tiempo debido al raacutepido desarrollo de nuevas teacutecnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biologiacutea molecular que abren constantemente nuevas perspectivas

Las aplicaciones de la biotecnologiacutea son muy diversas y sus ventajas tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la estaacuten aplicando en sus procesos productivos Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnoloacutegicos en su produccioacuten son los siguientes

bull Agriculturabull Ganaderiacutea

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bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 5: BIOTECNOLOGIA

CAPITULO I BIOTECNOLOGIA1 iquestQUEacute ES LA BIOTECNOLOGIacuteA

Establecer una definicioacuten exacta de biotecnologiacutea es una tarea difiacutecil porque engloba diferentes actividades cientiacuteficas y productivas Ademaacutes la biotecnologiacutea abarca un amplio espectrode conceptos desde los tecnoloacutegicos hasta los cientiacuteficos

Algunas definiciones de biotecnologiacutea son

ldquoLa biotecnologiacutea es un conjunto de poderosas herramientas que utiliza organismos vivos (o partede estos organismos) para obtener o modificar productos mejorar especies de plantas y animaleso desarrollar microorganismos para determinados usosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la teacutecnica de manipulacioacuten de formas vivas (organismos) para obtener productosuacutetiles a la humanidadrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la aplicacioacuten de los principios de la ciencia y de la ingenieriacutea al procesadode materiales mediante agentes bioloacutegicos con el fin de obtener productos y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es la integracioacuten de las ciencias naturales y la ingenieriacutea para conseguir aplicar organismos y ceacutelulas o partes de los mismos asiacute como anaacutelogos moleculares en la produccioacuten de bienes y serviciosrdquo

ldquoLa biotecnologiacutea es el uso industrial de organismos vivos o teacutecnicas bioloacutegicas desarrolladasen la investigacioacuten baacutesica Los productos biotecnoloacutegicos incluyen antibioacuteticos insulina interferoacutenADN recombinante y anticuerpos monoclonales Las teacutecnicas biotecnoloacutegicas incluyeningenieriacutea geneacutetica cultivos celulares cultivos de tejidos bioprocesados ingenieriacutea deproteiacutenas biocataacutelisis biosensores y bioingenieriacuteardquo

ldquoLa biotecnologiacutea no es una sola tecnologiacutea agrupa varias teacutecnicas que tienen en comuacuten la manipulacioacutende ceacutelulas vivas y sus moleacuteculas y la aplicacioacuten praacutectica de estos procesos para lamejora de la vida

ldquoEn teacuterminos generales la biotecnologiacutea es el uso de procesos bioloacutegicos para la obtencioacuten de productos uacutetiles que incluyen organismos modificados sustancias y aparatosrdquo

ldquoSe llama biotecnologiacutea a los procesos bioloacutegicos que producen sustancias beneficiosas para la agricultura la industria la medicina y el medio ambienterdquoLos inicios remotos de la biotecnologiacutea se encuentran ya en las sociedades primitivas con la elaboracioacuten de pan queso vino cerveza etc O tambieacuten se

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pueden considerar precedentes de la biotecnologiacutea la apicultura y la ganaderiacutea Sin embargo el uso de la palabra biotecnologiacutea en Estados Unidos uno de los paiacuteses maacutes avanzados en este campo ha venido a significar todo un sector industrial dedicado a crear desarrollar y comercializar una gama de productos obtenidos mediante manipulacioacuten geneacutetica biologiacutea molecular o por la aplicacioacuten controlada y dirigida de microorganismos o partes de ellos

Si nos fijamos en una aplicacioacuten maacutes industrial podemos definir los campos de la biotecnologiacutea en relacioacuten con los productos obtenidos

bull Produccioacuten de biomasa microbiana para alimentacioacuten animal

bull Produccioacuten microbiana de sustancias quiacutemicas como aacutecido ciacutetrico aacutecido glutaacutemico aminoaacutecidos etc

bull Produccioacuten enzimaacutetica de sustancias quiacutemicas especiales como determinados isoacutemeros oacutepticos etc

bull Produccioacuten microbiana o enzimaacutetica de antibioacuteticos y vitaminas

bull Produccioacuten a gran escala de sustancias quiacutemicas anteriormente producidas a partir del petroacuteleo como etanol butanol acetona aacutecido aceacutetico etc

bull Produccioacuten a partir de ceacutelulas animales o vegetales o de microorganismos geneacuteticamente modificados de antiacutegenos anticuerpos agentes terapeacuteuticos y de diagnoacutestico que anteriormente se fabricaban a partir de organismos superiores

bull Productos para la agricultura y la ganaderiacutea Este meacutetodo supone la mejora de las especies de plantas y animales por ingenieriacutea geneacutetica y resulta mucho maacutes raacutepido y efectivo que los meacutetodos utilizados hasta ahora (esquejes o seleccioacuten y cruzamiento de especies)

bull Productos para la industria alimentaria por ejemplo enzimas coadyuvantes alimentarios y sobre todo un mayor conocimiento de los procesos de fermentacioacuten utilizados desde siempre con la posibilidad de seleccionar mejor los microorganismos e incluso de mejorarlos geneacuteticamente

bull Tecnologiacuteas maacutes limpias o menos contaminantes La obtencioacuten de una tecnologiacutea sin riesgos ambientales o con los miacutenimos como resultado de la aplicacioacuten de las diferentes aacutereas de la biotecnologiacutea puede considerarse tambieacuten un producto obtenido a partir de la biotecnologiacutea y ser aplicable a diferentes sectores industriales

bull Si nos fijamos en el tipo de proceso obtenemos otra distribucioacuten de los campos o aacutereas de la biotecnologiacutea

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ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) Esta teacutecnica es la base de los procesos de obtencioacuten de enzimas hormonas anticuerpos vacunas etc

Cultivo de ceacutelulas vegetales y proteiacutenas unicelulares Esta teacutecnica se utiliza en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas como esteroides alcaloides proteiacutenas unicelulares para la produccioacuten de biomasa etc

Fermentaciones industriales Esta teacutecnica es muy antigua pero hoy en diacutea estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde maacutes interese Mediante la fermentacioacuten se obtienen alimentos antibioacuteticos y productos quiacutemicos

Biocataacutelisis Esta teacutecnica estaacute en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones por ejemplo con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias quiacutemicas Los biosensores y algunos equipos de diagnoacutestico utilizan tambieacuten biocatalizadores Ademaacutes actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologiacuteas maacutes limpias en sectores como las industrias textil papelera de curtidos etc

Biorremediacioacuten En el tratamiento y reutilizacioacuten de residuos se aplica cada vez maacutes la biotecnologiacutea

De hecho es el campo que presenta una gama maacutes amplia de aplicaciones Asiacute se utilizan meacutetodos biotecnoloacutegicos en la detoxificacioacuten de tierras contaminadas por herbicidas en el tratamiento de aguas residuales en la recuperacioacuten de residuos industriales por ejemplo el suero de queseriacutea o los residuos de celulosa etc

bull Ingenieriacutea de procesos Alrededor de las aplicaciones biotecnoloacutegicas se ha desarrollado una industria que aplica los meacutetodos de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos Por ejemplo encontramos la ingenieriacutea de procesos en la filtracioacuten y pretratamiento de efluentes reciclado de aguas extraccioacuten de productos recuperacioacuten de catalizadores y microorganismos etc

En definitiva una definicioacuten praacutectica de biotecnologiacutea es muy amplia y ademaacutes cambia con el tiempo debido al raacutepido desarrollo de nuevas teacutecnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biologiacutea molecular que abren constantemente nuevas perspectivas

Las aplicaciones de la biotecnologiacutea son muy diversas y sus ventajas tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la estaacuten aplicando en sus procesos productivos Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnoloacutegicos en su produccioacuten son los siguientes

bull Agriculturabull Ganaderiacutea

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bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 6: BIOTECNOLOGIA

pueden considerar precedentes de la biotecnologiacutea la apicultura y la ganaderiacutea Sin embargo el uso de la palabra biotecnologiacutea en Estados Unidos uno de los paiacuteses maacutes avanzados en este campo ha venido a significar todo un sector industrial dedicado a crear desarrollar y comercializar una gama de productos obtenidos mediante manipulacioacuten geneacutetica biologiacutea molecular o por la aplicacioacuten controlada y dirigida de microorganismos o partes de ellos

Si nos fijamos en una aplicacioacuten maacutes industrial podemos definir los campos de la biotecnologiacutea en relacioacuten con los productos obtenidos

bull Produccioacuten de biomasa microbiana para alimentacioacuten animal

bull Produccioacuten microbiana de sustancias quiacutemicas como aacutecido ciacutetrico aacutecido glutaacutemico aminoaacutecidos etc

bull Produccioacuten enzimaacutetica de sustancias quiacutemicas especiales como determinados isoacutemeros oacutepticos etc

bull Produccioacuten microbiana o enzimaacutetica de antibioacuteticos y vitaminas

bull Produccioacuten a gran escala de sustancias quiacutemicas anteriormente producidas a partir del petroacuteleo como etanol butanol acetona aacutecido aceacutetico etc

bull Produccioacuten a partir de ceacutelulas animales o vegetales o de microorganismos geneacuteticamente modificados de antiacutegenos anticuerpos agentes terapeacuteuticos y de diagnoacutestico que anteriormente se fabricaban a partir de organismos superiores

bull Productos para la agricultura y la ganaderiacutea Este meacutetodo supone la mejora de las especies de plantas y animales por ingenieriacutea geneacutetica y resulta mucho maacutes raacutepido y efectivo que los meacutetodos utilizados hasta ahora (esquejes o seleccioacuten y cruzamiento de especies)

bull Productos para la industria alimentaria por ejemplo enzimas coadyuvantes alimentarios y sobre todo un mayor conocimiento de los procesos de fermentacioacuten utilizados desde siempre con la posibilidad de seleccionar mejor los microorganismos e incluso de mejorarlos geneacuteticamente

bull Tecnologiacuteas maacutes limpias o menos contaminantes La obtencioacuten de una tecnologiacutea sin riesgos ambientales o con los miacutenimos como resultado de la aplicacioacuten de las diferentes aacutereas de la biotecnologiacutea puede considerarse tambieacuten un producto obtenido a partir de la biotecnologiacutea y ser aplicable a diferentes sectores industriales

bull Si nos fijamos en el tipo de proceso obtenemos otra distribucioacuten de los campos o aacutereas de la biotecnologiacutea

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ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) Esta teacutecnica es la base de los procesos de obtencioacuten de enzimas hormonas anticuerpos vacunas etc

Cultivo de ceacutelulas vegetales y proteiacutenas unicelulares Esta teacutecnica se utiliza en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas como esteroides alcaloides proteiacutenas unicelulares para la produccioacuten de biomasa etc

Fermentaciones industriales Esta teacutecnica es muy antigua pero hoy en diacutea estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde maacutes interese Mediante la fermentacioacuten se obtienen alimentos antibioacuteticos y productos quiacutemicos

Biocataacutelisis Esta teacutecnica estaacute en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones por ejemplo con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias quiacutemicas Los biosensores y algunos equipos de diagnoacutestico utilizan tambieacuten biocatalizadores Ademaacutes actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologiacuteas maacutes limpias en sectores como las industrias textil papelera de curtidos etc

Biorremediacioacuten En el tratamiento y reutilizacioacuten de residuos se aplica cada vez maacutes la biotecnologiacutea

De hecho es el campo que presenta una gama maacutes amplia de aplicaciones Asiacute se utilizan meacutetodos biotecnoloacutegicos en la detoxificacioacuten de tierras contaminadas por herbicidas en el tratamiento de aguas residuales en la recuperacioacuten de residuos industriales por ejemplo el suero de queseriacutea o los residuos de celulosa etc

bull Ingenieriacutea de procesos Alrededor de las aplicaciones biotecnoloacutegicas se ha desarrollado una industria que aplica los meacutetodos de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos Por ejemplo encontramos la ingenieriacutea de procesos en la filtracioacuten y pretratamiento de efluentes reciclado de aguas extraccioacuten de productos recuperacioacuten de catalizadores y microorganismos etc

En definitiva una definicioacuten praacutectica de biotecnologiacutea es muy amplia y ademaacutes cambia con el tiempo debido al raacutepido desarrollo de nuevas teacutecnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biologiacutea molecular que abren constantemente nuevas perspectivas

Las aplicaciones de la biotecnologiacutea son muy diversas y sus ventajas tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la estaacuten aplicando en sus procesos productivos Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnoloacutegicos en su produccioacuten son los siguientes

bull Agriculturabull Ganaderiacutea

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bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 7: BIOTECNOLOGIA

ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica) Esta teacutecnica es la base de los procesos de obtencioacuten de enzimas hormonas anticuerpos vacunas etc

Cultivo de ceacutelulas vegetales y proteiacutenas unicelulares Esta teacutecnica se utiliza en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas como esteroides alcaloides proteiacutenas unicelulares para la produccioacuten de biomasa etc

Fermentaciones industriales Esta teacutecnica es muy antigua pero hoy en diacutea estamos en condiciones de controlarla e incluso dirigirla hacia donde maacutes interese Mediante la fermentacioacuten se obtienen alimentos antibioacuteticos y productos quiacutemicos

Biocataacutelisis Esta teacutecnica estaacute en alza y tiene un amplio espectro de aplicaciones por ejemplo con biocatalizadores se obtienen alimentos y sustancias quiacutemicas Los biosensores y algunos equipos de diagnoacutestico utilizan tambieacuten biocatalizadores Ademaacutes actualmente se aplican biocatalizadores para conseguir tecnologiacuteas maacutes limpias en sectores como las industrias textil papelera de curtidos etc

Biorremediacioacuten En el tratamiento y reutilizacioacuten de residuos se aplica cada vez maacutes la biotecnologiacutea

De hecho es el campo que presenta una gama maacutes amplia de aplicaciones Asiacute se utilizan meacutetodos biotecnoloacutegicos en la detoxificacioacuten de tierras contaminadas por herbicidas en el tratamiento de aguas residuales en la recuperacioacuten de residuos industriales por ejemplo el suero de queseriacutea o los residuos de celulosa etc

bull Ingenieriacutea de procesos Alrededor de las aplicaciones biotecnoloacutegicas se ha desarrollado una industria que aplica los meacutetodos de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos Por ejemplo encontramos la ingenieriacutea de procesos en la filtracioacuten y pretratamiento de efluentes reciclado de aguas extraccioacuten de productos recuperacioacuten de catalizadores y microorganismos etc

En definitiva una definicioacuten praacutectica de biotecnologiacutea es muy amplia y ademaacutes cambia con el tiempo debido al raacutepido desarrollo de nuevas teacutecnicas en este campo y a nuevos descubrimientos en biologiacutea molecular que abren constantemente nuevas perspectivas

Las aplicaciones de la biotecnologiacutea son muy diversas y sus ventajas tan obvias que de una forma u otra las industrias ya la estaacuten aplicando en sus procesos productivos Algunos de los sectores industriales que han implementado procesos biotecnoloacutegicos en su produccioacuten son los siguientes

bull Agriculturabull Ganaderiacutea

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bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 8: BIOTECNOLOGIA

bull Farmacia

bull Diagnoacutesticobull Quiacutemica finabull Quiacutemica forensebull Alimentacioacutenbull Jabones y detergentesbull Textilbull Papelbull Biorremediacioacuten

La biotecnologiacutea ha permitido a estos sectores hacer productos nuevos o mejores muchas veces ahorrando tiempo y energiacutea y maacutes respetuosos con el entorno

El comuacuten denominador de todas las definiciones de biotecnologiacutea es que la diferencia entre la biotecnologiacutea y otras tecnologiacuteas aplicadas a la industria es la utilizacioacuten de seres vivos o parte de ellos para obtener productos en beneficio del hombre Por tanto la obtencioacuten de leche a partir de vacas en una explotacioacuten ganadera es biotecnologiacutea Sin embargo en la actualidad se entiende por biotecnologiacutea la aplicacioacuten de teacutecnicas de manipulacioacuten geneacutetica para modificar organismos que puedan utilizarse para obtener productos o servicios concretos O sea la obtencioacuten si se puede decir asiacute de un organismo de disentildeo con prestaciones predeterminadas

La industria biotecnoloacutegica puede dividirse en dos grandes campos la industria que produce organismos manipulados o parte de ellos y la industria que utiliza estos organismos o parte de ellos para obtener productos o servicios En este trabajo nos centraremos en el segundo la industria que aplica los microorganismos o parte de ellos principalmente enzimas en la obtencioacuten de bienes y servicios y dentro de eacutesta en aquellas industrias que utilizan esta

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tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 9: BIOTECNOLOGIA

tecnologiacutea para mejorar el rendimiento de sus instalaciones con el fin de aprovechar mejor la energiacutea y las materias primas o para tratar los residuos producidos de una forma maacutes ecoloacutegica

2 ANTECEDENTES

El antecedente de la biotecnologiacutea es la biologiacutea moderna Eacutesta ha realizado un gran avance en las teacutecnicas de manipulacioacuten de organismos complejos y ha mejorado el conocimiento de muchos procesos tradicionales en los que los agentes bioloacutegicos se utilizaban de una forma poco controlada y deliberada No obstante no puede decirse que la industria moderna de la biotecnologiacutea fermentativa sea la versioacuten actualizada de los antiguos procesos fermentativos de la obtencioacuten de vino o queso ni tan siquiera se puede decir que esteacute relacionada con los descubrimientos de la microbiologiacutea del siglo XIX Se trata maacutes bien del resultado de la aplicacioacuten de microorganismos seleccionados y manipulados para fines especiacuteficosA tiacutetulo de ejemplo destacaremos dos aspectos industriales de la biotecnologiacutea moderna de la fermentacioacuten en primer lugar la obtencioacuten de biomasa a partir de fangos activados y en segundo lugar la seleccioacuten y propagacioacuten a gran escala de cepas especiacuteficas de Clostridium para la produccioacuten de acetona y butanol Estos dos procesos se iniciaron en Manchester hace ahora casi un siglo y ambos son paradigma del proceso biotecnoloacutegico en sentido amplio y ejemplos de ambos campos de la industria biotecnoloacutegica

21 Los inicios de la biotecnologiacutea

En muchos sentidos la biotecnologiacutea es una ciencia antigua Asiacute sin saber ni entender los principios de la fermentacioacuten o de la geneacutetica la humanidad ha estado utilizando algunos procesos biotecnoloacutegicos desde tiempos antiguos

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por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 10: BIOTECNOLOGIA

por ejemplo en la produccioacuten de queso pan vino criacutea selectiva de animales y plantas etcEn cuanto al teacutermino biotecnologiacutea fue acuntildeado por Karl Ereky en 1919 para describir la interaccioacuten entre biologiacutea y tecnologiacutea no obstante la biotecnologiacutea no es solamente biologiacutea y tecnologiacutea sino tambieacuten un esfuerzo multidisciplinar de la humanidad desde hace al menos 5000 antildeos

Cuando se empezaron a cultivar plantas o criar animales a elaborar cerveza o vino o a producir queso se estaban aplicando los principios de la biotecnologiacutea en sentido amplio Es decir el primer estadio del desarrollo biotecnoloacutegico es el uso de las teacutecnicas de fermentacioacuten Soacutelo posteriormente en los antildeos setenta empezoacute a aplicarse a los espectaculares resultados de las emergentes teacutecnicas de la biologiacutea molecular Finalmente en tiempos recientes este teacutermino se ha introducido en el lenguaje popular

A continuacioacuten se citan los hitos maacutes relevantes de los procesos biotecnoloacutegicos de la antiguumledad

bull bebidas alcohoacutelicas (prehistoria)bull Elaboracioacuten de cerveza (3000 a C)bull Elaboracioacuten de pan (3000 a C)bull Elaboracioacuten de vinagre (s XIV)bull Descripcioacuten de las ceacutelulas de levaduras por Leeuwenhoek (1689)bull Descubrimiento de las propiedades fermentativas de las levaduras por

parte de Erxleben(1818)

Las aplicaciones tradicionales de la biotecnologiacutea son tambieacuten numerosas Un ejemplo sencillo es el compostaje que aumenta la fertilidad de la tierra permitiendo que los microorganismos del suelo descompongan la materia orgaacutenica Otras aplicaciones frecuentes son la produccioacuten y uso de vacunas Tambieacuten en la industria alimentaria hay multitud de ejemplos de procesos biotecnoloacutegicos la produccioacuten de vinos cerveza queso yogur pan etc

22 La biotecnologiacutea moderna

El intereacutes actual de la biotecnologiacutea reside en el potencial que supone la unioacuten de procesos y meacutetodos bioloacutegicos antiguos y nuevos con las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica y la electroacutenica

De una forma graacutefica podriacuteamos representar la biotecnologiacutea moderna como un aacuterbol que tiene por raiacuteces las ciencias bioloacutegicas (microbiologiacutea geneacutetica biologiacutea molecular bioquiacutemica) y cuyas ramas son la ingenieriacutea quiacutemica de procesos en su acepcioacuten maacutes amplia

El nacimiento de la biotecnologiacutea moderna se asocia con el desarrollo a escala industrial de los procesos de fabricacioacuten de penicilina Durante la Segunda Guerra Mundial los antibioacuteticos teniacutean una gran demanda y estimularon el

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esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 11: BIOTECNOLOGIA

esfuerzo colectivo de ingenieros quiacutemicos y microbioacutelogos para obtener una gran produccioacuten de penicilina por meacutetodos fermentativos

Maacutes tarde la moderna industria biotecnoloacutegica se planteoacute como objetivo el uso de enzimas Las enzimas son los principios activos de los microorganismos y en realidad los responsables de las bioreacciones A diferencia de los microorganismos las enzimas tienen la ventaja de que pueden manipularse casi como una moleacutecula quiacutemica no tienen tantas reacciones secundarias y no se multiplican por lo que no surgen problemas de biomasa Sin embargo esto uacuteltimo puede llegar a ser un inconveniente ya que las enzimas muchas veces necesitan coenzimas o mediadores para actuar y una vez desactivadas se hacen inuacutetiles para las bioreacciones

Las primeras aplicaciones de las enzimas en la industria biotecnoloacutegica fueron la fabricacioacuten de edulcorantes (por ejemplo obtencioacuten de jarabe de fructosa a partir del trigo) y el empleo de lipasas y proteasas en los detergentes para eliminar las manchas difiacuteciles en los tejidosCon la utilizacioacuten de enzimas especiacuteficas muchas obtenidas de microorganismos manipulados geneacuteticamente empieza la segunda generacioacuten de la biotecnologiacutea industrial (o biotecnologiacutea moderna) que integra ya de forma clara la microbiologiacutea la bioquiacutemica y la ingenieriacutea de procesos

23 La uacuteltima generacioacuten de la biotecnologiacutea

La biotecnologiacutea empieza a considerarse una ciencia moderna en los antildeos setenta por los avances en biologiacutea molecular y geneacutetica Estos avances desembocaron en las teacutecnicas de clonacioacuten y ADN recombinante que permitieron a los cientiacuteficos un mejor conocimiento de las funciones celulares y sus componentes en los seres vivos e hicieron posible el desarrollo de nuevos meacutetodos para aislar ceacutelulas madre y genes de los organismos vivos para producir in vitro productos de su metabolismo que antes soacutelo podiacutean obtenerse a partir del organismo vivoLa biotecnologiacutea moderna no ha renegado de su pasado maacutes bien al contrario lo ha integrado a los nuevos meacutetodos y teacutecnicas Asiacute pues la biotecnologiacutea moderna abarca un amplio campo de productos y servicios apoyados en los espectaculares avances actuales de las teacutecnicas de la ingenieriacutea geneacutetica

La habilidad de manipular la informacioacuten geneacutetica en su nivel maacutes baacutesico el ADN ha provocado un incremento exponencial del nuacutemero de empresas de biotecnologiacutea dedicadas a las teacutecnicas del ADN recombinante Muchos productos farmaceacuteuticos se obtienen ya con enzimas y microorganismos de disentildeo concretamente productos que incluyen sustancias como la insulina el interferoacuteno los plasmidios activadores y que antes eran muy complicados o caros de fabricar

Sin embargo una concepcioacuten erroacutenea por demasiado restringida es la que circunscribe la biotecnologiacutea soacutelo a las teacutecnicas del ADN recombinante

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Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 12: BIOTECNOLOGIA

Recordemos una vez maacutes que la biotecnologiacutea moderna es mucho maacutes que esto es la aplicacioacuten en multitud de campos de organismos manipulados o seleccionados con estas teacutecnicas para obtener productos con alto valor antildeadido

Por tanto las tecnologiacuteas que pueden incluirse en el concepto moderno de biotecnologiacutea son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

Ademaacutes del campo de la salud nos parece importante destacar otras dos aplicaciones actuales de la biotecnologiacutea que incluyen el uso de la ingenieriacutea geneacutetica la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpiasTradicionalmente los meacutetodos para el tratamiento de los residuos toacutexicos y orgaacutenicos son a menudo caros y pueden crear nuevas dificultades ambientales La manipulacioacuten geneacutetica ha permitido obtener microorganismos de baja peligrosidad y enzimas especiacuteficas para degradar y metabolizar productos residuales toacutexicos

Este uso de microorganismos manipulados o seleccionados o de las enzimas que producen en el campo del tratamiento de residuos se denomina biorremediacioacuten Son ejemplos de teacutecnicas de biorremediacioacuten la obtencioacuten de metano y gases a partir de residuos soacutelidos urbanos(RSU) la digestioacuten de residuos vegetales por bacterias las biodepuradoras la obtencioacuten de biomasa a partir de subproductos orgaacutenicos la digestioacuten de manchas de petroacuteleo por microorganismos etc

Por otra parte actualmente en diferentes sectores industriales se estaacuten aplicando teacutecnicas biotecnoloacutegicas para sustituir

teacutecnicas industriales ambientalmente peligrosas o contaminantes Estas nuevas teacutecnicas utilizan microorganismos o enzimas para conseguir una teacutecnica maacutes

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limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 13: BIOTECNOLOGIA

limpia o menos contaminante y residuos maacutes biodegradables De esa forma se reducen in situ los efectos nocivos de los residuos e incluso su cantidad pero tambieacuten muchas veces tambieacuten el gasto de agua y energiacutea

3 PRINCIPALES AacuteREAS BIOTECNOLOacuteGICAS

Se pueden hacer dos clasificaciones de la biotecnologiacutea una horizontal que distingue entre las teacutecnicas utilizadas (aacutereas de la biotecnologiacutea) y otra clasificacioacuten vertical que se centra en los sectores de aplicacioacuten industrial

Las aacutereas de la biotecnologiacutea ya citadas anteriormente y que ahora describiremos maacutes detalladamente son

bull ADN recombinante (ingenieriacutea geneacutetica)bull Cultivo de tejidos vegetalesbull Cultivo de ceacutelulas de mamiacuteferobull Biocatalizadoresbull Tratamiento y reutilizacioacuten de productos residuales por meacutetodos

biotecnoloacutegicos (biorremediacioacuten)bull Fermentacionesbull Obtencioacuten biotecnoloacutegica de combustibles y materia prima orgaacutenica

como alternativa al petroacuteleobull Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

31 ADN recombinante e Ingenieriacutea Geneacutetica

La biologiacutea molecular ha hecho posible el hallazgo maacutes importante de la biotecnologiacutea hoy se puede separar el gen responsable de codificar la produccioacuten de ciertas sustancias y transferirlo a otro organismo hospedador y conseguir asiacute producir maacutes eficientemente ciertas proteiacutenas uacutetiles Gracias este avance en la actualidad se producen biotecnoloacutegicamente y a gran escala hormonas vacunas factores de coagulacioacuten de la sangre y enzimas Por otra parte con la produccioacuten biotecnoloacutegica de proteiacutenas se evitan los inconvenientes de su obtencioacuten a partir de organismos superiores

bull No resulta praacutectico cultivar ceacutelulas de organismos superiores a gran escala porque crecen con lentitud y se contaminan faacutecilmente Es maacutes praacutectico el cultivo de microorganismos

bull El coste de un cultivo de ceacutelulas es mucho maacutes alto que el de los cultivos microbianos

bull La fuente de ceacutelulas de organismos superiores es mucho maacutes limitada que la fuente de organismos unicelulares los cuales ademaacutes se reproducen con facilidad y rapidez

Esta aacuterea de la biotecnologiacutea ofrece asimismo la posibilidad de obtener nuevas proteiacutenas Por ejemplo la produccioacuten de enzimas como biocatalizadores En el

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caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 14: BIOTECNOLOGIA

caso de los biocatalizadores su capacidad especiacutefica estaacute gobernada por la estructura molecular y por medio de la teacutecnica delADN recombinante se pueden modificar selectivamente los genes que codifican la siacutentesis celular de enzimas Luego al transferir el nuevo ADN a un microorganismo hospedador puede obtenerse una nueva cepa productora de la enzima deseada

32 Plantas y cultivo de tejidos vegetales

Aparte de su papel clave en la produccioacuten de alimentos las plantas son una fuente importante de materias primas y de medicamentos En este sentido cabe recordar que el 25 de los faacutermacos actuales son de origen vegetalPor otra parte el cultivo de organismos vegetales unicelulares para producir biomasa o para extraer productos de alto valor antildeadido es una praacutectica que se estaacute intensificando de diacutea en diacutea a medida que la biologiacutea molecular va prosperando

Finalmente la reproduccioacuten de plantas modificadas mediante las teacutecnicas del replicado ya ha sido experimentada con eacutexito En la actualidad esta tecnologiacutea ha permitido remediar carencias mejorar especies y proporcionar resistencia a plagas y enfermedades a un buen nuacutemero de especies vegetales

33 Cultivo de ceacutelulas de mamiacutefero

El primer estudio sobre la fusioacuten espontaacutenea de dos ceacutelulas somaacuteticas diferentes para formar un heterocariota dos o maacutes nuacutecleos con un solo citoplasmamdash fue publicado en 1960 por Barsky y sus colaboradores en Francia Sin embargo anteriormente ya se habiacutea observado la aparicioacuten de ceacutelulas polinucleadas en cultivos de tejidos de mamiacuteferos infectados con ciertos virus inactivados

Gracias a los heterocariotas es posible obtener la expresioacuten de los genes de ambas ceacutelulas parentales

En 1975 Kohler y Milstein aplicaron esta propiedad en su famosa siacutentesis de anticuerpos monoclonales obtenidos por fusioacuten de linfocitos productores de anticuerpos con ceacutelulas malignas de mieloma las cuales tienen la propiedad de reproducirse raacutepidamente Estas ceacutelulas hiacutebridas de mieloma conservan la propiedad de reproducirse raacutepidamente y al mismo tiempo expresan anticuerpos especiacuteficos

Puesto que algunas proteiacutenas soacutelo se producen a partir de cultivos de ceacutelulas de mamiacutefero este cultivo de ceacutelulas a gran escala es uno de los objetivos de los bioacutelogos moleculares Los anticuerpos monoclonales y el interferoacuten son dos ejemplos de este tipo de proteiacutenas las cuales son de gran importancia para la preparacioacuten de productos terapeacuteuticos y de aplicacioacuten analiacutetica

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34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 15: BIOTECNOLOGIA

34 Biocatalizadores

Las enzimas son los catalizadores de la naturaleza y exhiben como todos los procesos naturales una gran especificidad y eficiencia termodinaacutemica Hace siglos que eacutestas se utilizan en particular para la produccioacuten de alimentos y representan una de las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La utilizacioacuten de enzimas aisladas o en ceacutelulas muertas o mortecinas tiene una gran importancia no soacutelo en la industria alimentaria sino tambieacuten en la produccioacuten de sustancias quiacutemicas en sistemas analiacuteticos y de diagnoacutestico en el tratamiento de enfermedades y por uacuteltimo en la emergente industria de las tecnologiacuteas maacutes limpias

La utilizacioacuten de las enzimas en todos estos campos ha sido posible gracias al mejor conocimiento de la funcioacuten de las enzimas en los sistemas metaboacutelicos de los seres vivos asiacute como al mejor conocimiento de su estructura y sobre todo a la posibilidad de obtener enzimas de disentildeo a traveacutes de la manipulacioacuten geneacutetica de los microorganismos Esto ha dado lugar a que muchas empresas se dediquen a la produccioacuten de enzimas de origen microbiano a gran escala

35 Biorremediacioacuten

Recordemos que la biorremediacioacuten es la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea en el tratamiento y la reutilizacioacuten de productos residuales Veamos algunas aplicaciones en este campo

Las depuradoras bioloacutegicas constituyen un buen ejemplo de biotecnologiacutea aplicada simple En este caso se trata de un lecho fijo de microorganismos que degrada los productos orgaacutenicos residuales hasta niveles aceptables en aguas que han de ir directamente a cauce Los fangos de estas depuradoras se utilizan como biomasa para alimentacioacuten animal Tambieacuten hay procesos biotecnoloacutegicos para tratar residuos soacutelidos urbanos (RSU) con fermentaciones aeroacutebicas o anaeroacutebicas para obtener biogaacutes

Otro ejemplo de esta teacutecnica son las pruebas para tratar problemas puntuales con biotecnologiacutea por ejemplo la digestioacuten con microorganismos de las manchas de petroacuteleo en el mar despueacutes de un accidente de vertidos de petroleros

Tambieacuten en este aacutembito se realizan estudios de degradacioacuten microbiana de los residuos de celulosa para obtener biomasa (proteiacutenas unicelulares) Se ha estimado que la cantidad de proteiacutenas que se podiacutea obtener de esta forma a partir de residuos agriacutecolas podiacutea ser suficiente para alimentar a la poblacioacuten mundial

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Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 16: BIOTECNOLOGIA

Por uacuteltimo existen otros estudios en marcha la aplicacioacuten de la biotecnologiacutea para la detoxificacioacuten de suelos contaminados Esta teacutecnica utiliza cultivos de plantas superiores fijadoras de metales pesados y eliminadoras de contaminantes orgaacutenicos

36 Fermentacioacuten

Los procesos fermentativos comparten con la biocataacutelisis el ser las formas maacutes antiguas de la biotecnologiacutea

La fermentacioacuten es la aplicacioacuten del metabolismo microbiano para transformar una materia en productos de valor antildeadido Este proceso puede producir una increiacuteble variedad de sustancias uacutetiles por ejemplo aacutecido ciacutetrico antibioacuteticos biopoliacutemeros proteiacutenas unicelulares etc

El potencial es inmenso y muy variado Solamente es necesario conocer el microorganismo adecuado controlar su metabolismo y crecimiento y poderlo utilizar a gran escala

37 Combustibles y productos orgaacutenicos como alternativa al petroacuteleo

El petroacuteleo es una materia prima no renovable lo cual significa que su uso incontrolado o creciente es limitado En cambio la biotecnologiacutea utiliza materias renovables motivo por el que su uso controlado puede ser infinito Por tanto ante el posible agotamiento del petroacuteleo la biotecnologiacutea puede aportar dos soluciones por una parte nuevos combustibles y por la otra una fuente alternativa de productos orgaacutenicos Por ejemplo un proceso energeacuteticamente econoacutemico es la utilizacioacuten de los residuos de la fabricacioacuten del azuacutecar de cantildea para obtener alcohol

Otro combustible potencial obtenido biotecnoloacutegicamente es el metano que proviene de la fermentacioacuten de residuos agriacutecolas (biogaacutes) Es una biotecnologiacutea faacutecilmente adaptable a sociedadesagriacutecolas sin grandes recursos

El combustible biotecnoloacutegico maacutes sofisticado y quizaacute maacutes deseado es el hidroacutegeno derivado de la biofotoacutelisis del agua Esta tecnologiacutea se basa en la combinacioacuten de la capacidad fotosinteacutetica de la clorofila de las ceacutelulas vegetales y la actividad de hidrogenasa de un enzima de origen bacterianoLa gran ventaja de este combustible derivado del agua es que no produce contaminacioacuten cuando se quema y que su reactivo original se regenera Desgraciadamente esta teacutecnica todaviacutea estaacute en proceso de estudio

38 Ingenieriacutea de procesos biotecnoloacutegicos

De la aplicacioacuten de las teacutecnicas de la ingenieriacutea quiacutemica a los procesos biotecnoloacutegicos ha surgidola ciencia de los bioreactores un aacuterea teacutecnica vinculada tanto a la ingenieriacutea quiacutemica como a la biologiacutea la microbiologiacutea y a

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la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 17: BIOTECNOLOGIA

la bioquiacutemica que engloba el estudio y disentildeo de reactores de lecho fijo sondas de control de pH y temperatura bombas dosificadoras de reactivos y de aireacioacuten el disentildeo de agitadores el estudio de los diferentes meacutetodos de inmovilizacioacuten de enzimas y microorganismos y el disentildeo de diferentes filtros El conjunto de todas estas teacutecnicas ha venido a denominarse ingenieriacutea de procesos Todo este conocimiento biotecnoloacutegico es necesario que se transfiera a una escala de produccioacuten que lo haga rentable y esta transferencia muchas veces requiere procesos de escalado y tecnologiacuteas del aacuterea de la ingenieriacutea que deben adaptarse a las propiedades especiacuteficas de los organismos vivos con los que trabaja la biotecnologiacutea Algunos ejemplos de estos procesos son la recoleccioacuten el pretratamiento y filtrado de las materias primas el disentildeo del reactor la recuperacioacuten y reutilizacioacuten de los biocatalizadores la extraccioacuten y el anaacutelisis de los productos el tratamiento de los efluentes y el reciclado de las aguas

4 AacuteMBITO INDUSTRIAL Y GEOGRAacuteFICO DEL ESTUDIO

La biotecnologiacutea moderna estaacute muy introducida en sectores industriales tales como la industria farmaceacuteutica la quiacutemica fina y el sector de la alimentacioacuten en paiacuteses desarrollados del primer mundo principalmente en Estados Unidos y Japoacuten En estos paiacuteses los sectores citados pueden soportar el alto coste que supone hasta ahora la investigacioacuten en biotecnologiacutea Este coste se debe en el caso del sector farmaceacuteutico y de la quiacutemica fina al alto valor antildeadido y en el sector agriacutecola y alimentario al gran volumen de productos fabricados

En la actualidad la produccioacuten a gran escala de enzimas de disentildeo facilitado por las nuevas tecnologiacuteas de la ingenieriacutea geneacutetica y el hecho de que la proliferacioacuten de empresas productoras de enzimas microbianas las haga maacutes asequibles han abaratado los costes de la biotecnologiacutea aplicada y sobre todo de la biocataacutelisis Y con ello tambieacuten se ha facilitado la utilizacioacuten de microorganismos seleccionados y probados en las industrias dedicadas a la fermentacioacuten De esta forma se ha abierto el campo de la industria de la biorremediacioacuten y se han podido aplicar las teacutecnicas biotecnoloacutegicas a sectores industriales antes impensables por el poco volumen de sus productos o por su bajo coste Ademaacutes la concienciacioacuten ambiental creciente y las legislaciones cada vez maacutes restrictivas en este campo en Europa y en el Primer Mundo ha estimulado a algunos sectores como el textil el papelero de curtidos etc a aplicar la biotecnologiacutea en alguno de sus procesos para mejorar el rendimiento e ir hacia una tecnologiacutea maacutes limpia y ambientalmente maacutes sostenible

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 18: BIOTECNOLOGIA

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CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

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Page 19: BIOTECNOLOGIA

CAPITULO II APLICACIONES EN EL SECTOR INDUSTRIAL Y BIOLOGICO

Las empresas utilizan la biotecnologiacutea industrial para

bull Reducir costosbull Incrementar gananciasbull Aumentar la calidad de los productosbull Optimizar el proceso y su seguimientobull Mejorar la seguridad e higiene de la tecnologiacuteabull Cumplir la legislacioacuten ambiental

Por otra parte la adopcioacuten de estrategias de prevencioacuten de la contaminacioacuten en origen permite alcanzar estos objetivos Es decir con la implantacioacuten de alternativas de minimizacioacuten de la contaminacioacuten se conseguiraacute entre otros beneficios una reduccioacuten de costes asociados tanto a la gestioacuten de recursos como a la gestioacuten de las corrientes residuales un aumento de la calidad de los productos una disminucioacuten de producto no conforme y una optimizacioacuten del consumo de recursos mediante la revisioacuten de los paraacutemetros de control de los procesos industriales Y por supuesto ello redundaraacute en una mejora de las condiciones de seguridad e higiene y en el cumplimiento de la legislacioacuten ambiental

Asiacute pues la biotecnologiacutea se considera una de las opciones que puede incluirse tanto en alternativas de implantacioacuten de nuevas tecnologiacuteas como en la sustitucioacuten de materias primas potencialmente contaminantes o en la aplicacioacuten de buenas praacutecticas ambientales integradas dentro del redisentildeo de producto que favorecen la reduccioacuten en origen de las corrientes residuales asociadas al proceso productivo

Las leyes y regulaciones de los Estados modernos ponen continuamente controles al uso industrial de los productos quiacutemicos Por su parte la industria estaacute mostrando un intereacutes creciente hacia un desarrollo sostenible lo cual resulta positivo Nuestra salud econoacutemica futura depende de la reduccioacuten de la polucioacuten industrial y del ahorro de los recursos naturales motivo por el que tanto los entes puacuteblicos como privados estaacuten fomentando la tendencia hacia alternativas verdes en la industria de productos y servicios

Es preciso partir de dos presupuestos clave para conseguir una produccioacuten maacutes limpia y una reduccioacuten de residuos tanto en la industria como en la sociedad una legislacioacuten clara y realista que defina los niveles maacuteximos permitidos de contaminantes asiacute como una poliacutetica clara de ayudas a la industria y a los centros de investigacioacuten para aplicar y desarrollar proyectos en el aacuterea ambientalA continuacioacuten pasemos a estudiar maacutes detenidamente algunas aplicaciones de las aacutereas biotecnoloacutegicas maacutes aplicadas en la biorremediacioacuten y las tecnologiacuteas maacutes limpias la biocataacutelisis enzimaacutetica y las fermentaciones microbianas

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1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 20: BIOTECNOLOGIA

1 BIOCATAacuteLISIS APLICACIOacuteN DE LAS ENZIMAS EN EL SECTOR INDUSTRIAL

Las enzimas tienen una importancia creciente en el desarrollo industrial sostenible Ya se han utilizado enzimas en el desarrollo de procesos industriales para obtener productos sin residuos o con un miacutenimo de residuos biodegradables Puesto que en un futuro muy cercano las empresas manufacturadoras tendraacuten que poner mucha atencioacuten en hacer compatibles todos los residuos y tambieacuten en el reciclaje del agua utilizada las enzimas pueden resolver muchos de estos problemasEn efecto las enzimas pueden sustituir en algunos procesos a productos quiacutemicos toacutexicos o corrosivos

Muchos procesos industriales operan a alta temperatura o presioacuten o en condiciones altamente aacutecidas o baacutesicas Las enzimas pueden evitar estas condiciones extremas y los reactivos corrosivos

Las enzimas trabajan a temperaturas moderadas a presioacuten atmosfeacuterica y en disoluciones cercanas al pH neutro Son catalizadores altamente especiacuteficos que dan productos maacutes puros y con menos reacciones secundarias Por tanto todo proceso que sustituya sustancias quiacutemicas por enzimas es un proceso menos contaminante maacutes respetuoso con el medio ambiente y maacutesbarato

A continuacioacuten se ofrece una visioacuten raacutepida de los procesos enzimaacuteticos que actualmente ya se utilizan en muchos sectores para reducir la carga quiacutemica eliminando de la produccioacuten industrial sustancias agresivas y toacutexicas o simplemente contaminantes

bull Industria de detergentes Degradacioacuten enzimaacutetica de proteiacutenas almidoacuten y

manchas de grasa en el lavado de ropa Utilizacioacuten de enzimas lipoliacuteticas en las

sustancias lavaplatos Utilizacioacuten de enzimas como tensioactivos

bull Industria textil Lavado a la piedra de tejidos tipo vaquero Desencolado enzimaacutetico de tejido a la plana

de algodoacuten Blanqueado ecoloacutegico Descrudado enzimaacutetico de tejidos de

algodoacuten Desengomado enzimaacutetico de la seda

bull Industria del almidoacuten Produccioacuten enzimaacutetica de dextrosa fructosa y jarabes especiales para pasteleriacutea confiteriacutea e industrias de refrescos

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bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 21: BIOTECNOLOGIA

bull Industria cervecera degradacioacuten enzimaacutetica del almidoacuten proteiacutenas y glucanos procedentes de la mezcla de cereales utilizados en la elaboracioacuten de cerveza

bull Industria de productos para pasteleriacutea y horneado modificacioacuten enzimaacutetica de hidratos de carbono y proteiacutenas de los cereales para mejorar las propiedades del pan

bull Industria de vinos y zumos degradacioacuten enzimaacutetica de la pectina de la fruta en la elaboracioacuten de zumos y vinos

bull Industria del alcohol degradacioacuten del almidoacuten en azuacutecares para posteriormente someterlos a fermentacioacuten y obtener alcohol

bull Industria alimentaria y de aditivos Mejora de las propiedades nutritivas y funcionales de las proteiacutenas

animales y vegetales Conversioacuten de la lactosa de la leche y del suero de leche en azuacutecares

maacutes dulces y de mejordigestioacuten Produccioacuten de aromas de queso

bull Industria de alimentacioacuten animal Hidroacutelisis enzimaacutetica de la materia proteica procedente de mataderos para obtener harinas con alto valor nutritivo destinadas a alimentacioacuten animal

bull Industria cosmeacutetica Produccioacuten biotecnoloacutegica de colaacutegeno y otros productos de aplicacioacutenen cremas de belleza

bull Industria papelera Disolucioacuten enzimaacutetica de los pitchs Blanqueo ecoloacutegico de la pasta de papel Control enzimaacutetico de la viscosidad de los estucados con almidoacuten

bull Industria del curtido Preparacioacuten de la piel y eliminacioacuten del pelo y la grasa

bull Industria de aceites y grasas Hidroacutelisis enzimaacutetica de las grasas y la lecitina y siacutentesis de esteres

bull Industria de quiacutemica fina Siacutentesis de sustancias orgaacutenicas

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2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 22: BIOTECNOLOGIA

2 EL MERCADO DE LAS ENZIMAS

Hoy se estima que el mercado mundial de las enzimas es de aproximadamente 1108 millones de euros Este mercado se divide seguacuten la aplicacioacuten industrial de las enzimas de la siguiente forma

Detergentes 45 Textil 14 Almidoacuten y feacuteculas 13 Pasteleriacutea vinos y zumos alcohol y alimentacioacuten 18 Alimentacioacuten animal papel cuero quiacutemica fina y grasas y aceites 10

Las enzimas maacutes utilizadas son las proteasas amilasas y celulasas A pesar de que las enzimas se utilicen ampliamente en la industria soacutelo representan una pequentildea cantidad del total del mercado de productos quiacutemicos Ello es debido a las siguientes razones

bull La falta del suficiente conocimiento enzimoloacutegico en muchos sectores industriales

bull La resistencia a incorporar enzimas en los procesos de fabricacioacuten antiguos por lo que supone de inversioacuten en nuevos equipos y materiales

bull El obstaacuteculo que representa el cambio de actitudes en algunos sectoresbull Puesto que encontrar las enzimas adecuadas para cada proceso es muy

importante es preciso un screening enzimaacutetico previo

3 ENZIMAS PARA UN DESARROLLO SOSTENIBLE

A continuacioacuten pasamos a comentar algunos procesos enzimaacuteticos que se utilizan en la industria para dar soluciones teacutecnicas maacutes respetuosas con el medio ambiente

31 Procesos del almidoacuten

En cuanto a los procesos relacionados con el almidoacuten desde hace 50 antildeos se utilizan amilasas para sustituir los aacutecidos en la hidroacutelisis del almidoacuten para obtener su licuefaccioacuten En los antildeos setenta se sustituyeron los aacutelcalis por isomerasas en la obtencioacuten de fructosa a partir de glucosaTradicionalmente el proceso para obtener dextrosa a partir del almidoacuten se realizaba en medio aacutecido (pH=2) y a 140 ordmC La obtencioacuten de alfa-amilasas bacterianas termoestables permitioacute obtener dextrosa sin hidroacutelisis aacutecida y a una temperatura inferiorActualmente se utilizan diversas enzimas para obtener varios productos a partir del almidoacuten amiloglucosidasas bacterianas y fuacutengicas enzimas desramificadoras como la pululanasa etc El resultado final de este proceso resulta maacutes eficiente con menos gasto de energiacutea y menos residuos toacutexicos

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32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 23: BIOTECNOLOGIA

32 Detergentes

La industria de detergentes como ya se ha visto en el cuadro anterior es la que maacutes volumen de enzimas utiliza un 45 del total del mercado Las enzimas utilizadas por este sector son proteasas bacterianas y fuacutengicas amilasas celulasas y lipasas

Las maacutes comunes en el mercado son las proteasas bacterianas de las que actualmente existe una gran variedad Eacutestas poseen propiedades limpiadoras crecientes y una gran estabilidad a los oxidantes

Las alfa-amilasas son muy eficientes en la degradacioacuten de las cadenas de almidoacuten y por ello mejoran la eliminacioacuten de las partiacuteculas de polvo y tierra que quedan atrapadas en los tejidos por la trama de los poliacutemeros del almidoacuten

Al utilizar las proteasas y amilasas conjuntamente se logra un mejor lavado de los tejidos se disminuye la carga de productos quiacutemicos en el detergente y se reduce la temperatura de lavado

En cuanto a las celulasas se utilizan en lugar de los tensioactivos ioacutenicos para mejorar la suavidad de los tejidos de algodoacuten Ademaacutes tambieacuten son activas en la eliminacioacuten de las partiacuteculas depolvo y tierra pues eliminan las microfibrillas de las fibras de algodoacuten lo que produce ademaacutesun efecto abrillantador del colorPor su parte las lipasas catalizan la hidroacutelisis de los trigliceacuteridos presentes en las manchas de grasa hacieacutendolas hidroacutefilas y faacutecilmente eliminables durante el lavado

Finalmente es preciso sentildealar que las enzimas usadas en los detergentes tienen un impacto ambiental positivo En efecto eacutestas suponen un ahorro energeacutetico por la reduccioacuten de las temperaturas del lavado permiten reducir el contenido en productos quiacutemicos de los detergentes son biodegradables no tienen impacto negativo en los procesos de depuracioacuten de aguas y no presentan riesgos para la vida acuaacutetica

33 Detergentes para lavaplatos

Tradicionalmente los detergentes para lavaplatos contienen altas concentraciones de fosfatos y silicatos los cuales producen una fuerte alcalinidad en las aguas Ademaacutes en su composicioacuten tambieacuten se encuentran derivados clorados procedentes de las lejiacuteas

La preocupacioacuten ambiental ha llevado a los fabricantes de estos productos a utilizar enzimas en los detergentes para lavaplatos De esta forma el uso de proteasas lipasas y amilasas ha llevado consigo una disminucioacuten en el consumo de productos quiacutemicos a la vez que se obteniacutean detergentes maacutes eficaces y seguros

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34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

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Page 24: BIOTECNOLOGIA

34 Tensioactivos

Los tensioactivos son sustancias que contienen en su estructura molecular grupos hidroacutefilos y grupos hidroacutefobos Con ellos se consiguen emulsiones estables que se utilizan por ejemplo en detergentes en polvo champuacutes y cremas cosmeacuteticas En la alimentacioacuten estas sustancias se utilizan como emulgentes

La estructura de los tensioactivos hace que puedan adherirse a las dos superficies en la interfase y disminuir de esta forma la tensioacuten superficial al provocar microemulsiones estables Este proceso permite que los productos soacutelidos se solubilicen o dispersen raacutepidamente Los tensioactivos tambieacuten alteran las propiedades espumantes de las disoluciones heterogeacuteneas produciendo espumas estables y por ello se utiliza en la industria alimentaria por ejemplo en el caso de las natas

Hasta hace poco todos los tensioactivos eran sinteacuteticos derivados del petroacuteleo y requeriacutean reactivos como la piridina el dimetil sulfoacutexido etc Actualmente la enzimologiacutea ha permitido crear otro tipo de tensioactivos naturales como los glicoliacutepidos usando lipasas comerciales para su obtencioacuten

Concretamente los glicoliacutepidos son esteres de aacutecidos grasos y presentan mejor comportamiento que los tensioactivos sinteacuteticos como emulsionantes de grasas y aceites Ademaacutes se degradan formando moleacuteculas de azuacutecares naturales y aacutecidos grasos que no son toacutexicos Se ha demostrado que su obtencioacuten y uso es totalmente respetuoso con el medio ambiente pues el proceso no incluye el uso de disolventes orgaacutenicos ni sustancias quiacutemicas de siacutentesis

35 Desencolado textil

El almidoacuten es la sustancia natural con la que se recubre el hilo de algodoacuten antes de tejerlo para aumentar su resistencia Este almidoacuten debe ser eliminado antes de proceder a los tratamientos finales del tejido blanqueo tintado tratamientos especiales etc Tradicionalmente esta eliminacioacuten se haciacutea en medio aacutecido Ahora en el desencolado enzimaacutetico se usan amilasas eliminando el aacutecido del proceso La industria textil utiliza este proceso biotecnoloacutegico desde inicios del siglo XX Las amilasas trabajan de forma muy eficiente en el desencolado sin problemas de residuos peligrosos para el medio ambiente como son los aacutecidos minerales las bases o los agentes oxidantes

36 Cuero

El curtido de la piel es uno de los procesos industriales maacutes antiguos con enzimas Las etapas del proceso tradicional son curado de la piel remojo eliminacioacuten del pelo y la lana rebajado y curtido

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El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 25: BIOTECNOLOGIA

El proceso utiliza numerosos productos quiacutemicos para la eliminacioacuten de pelo grasa y proteiacutenas no deseadas (elastina queratina albuacutemina y globulina) dejando el colaacutegeno intacto en la etapa previa al curtido de la piel Los productos quiacutemicos para estos procesos dantildean fuertemente el ambiente Por este motivo hoy en diacutea en el proceso de curtido de la piel se utilizan porteasas como la tripsina y lipasas que reducen el uso de sulfitos disolventes orgaacutenicos y tensioactivos sinteacuteticos consiguiendo un producto con mejores propiedades finales

37 Industria papelera

En el caso de la industria papelera nos centraremos en dos procesos el blanqueo y el destinadoEl blanqueo es la eliminacioacuten de lignina de las pulpas de papel quiacutemicas Esta etapa de la fabricacioacuten de papel es necesaria por razones esteacuteticas y para mejorar las cualidades del producto final

El proceso del blanqueo incluye diferentes pasos y variacutea seguacuten el tipo de sustancias que se utilizan

En el blanqueo de la pasta kraft se vienen utilizando tradicionalmente compuestos clorados Este meacutetodo produce residuos toacutexicos mutageacutenicos canceriacutegenos bioacumulables que causan numerosas alteraciones en los sistemas bioloacutegicos Por este motivo se estaacute prohibiendo la utilizacioacuten de estos blanqueantes en diferentes Estados desarrollados

Una alternativa a los blanqueantes clorados es la utilizacioacuten de enzimas Asiacute la utilizacioacuten de xilanasasen el proceso de blanqueo de la pasta kraft elimina la utilizacioacuten de cloro y disminuye los residuos toacutexicos Ademaacutes elimina del proceso el cuello de botella (por la capacidad limitada de los tanques de dioacutexido de cloro) aumenta el grado de blanco de la pasta y disminuye los costes del proceso principalmente en faacutebricas que usan grandes cantidades de dioacutexido de cloro Por uacuteltimo el pretratamiento con enzimas tambieacuten aumenta el grado de blanco final de la pasta y reduce los agentes quiacutemicos de la etapa del blanqueo

Es preciso llevar a cabo un proceso de destintado si desean utilizarse como materia prima fibras recuperadas en la fabricacioacuten de papel y cartoacuten ya que para su uso posterior es necesario eliminar las tintas y otros contaminantes de esta materia prima Sin embargo el destintado presenta inconvenientes a la hora de utilizar papel reciclado y ademaacutes produce nuevos residuos soacutelidos y liacutequidos

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En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 26: BIOTECNOLOGIA

En los procesos de destintado se utilizan las siguientes enzimas lipasas estearasas pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas Las dos primeras lipasas y estearasas degradan las tintas cuya base son los aceites vegetales Las otras pectinasas hemicelulasas celulasas y enzimas ligniliacuteticas modifican la superficie de la fibra de celulosa o las uniones proacuteximas a las partiacuteculas de tinta de tal forma que se libera la tinta de la fibra y se puede separar de ella por flotacioacuten o lavado

38 Productos horneados

La investigacioacuten de las causas por las que el pan se pasa o se endurece tiene una larga historia sin respuestas Muchas panificadoras utilizan emulsionantes quiacutemicos como monogliceacuteridos para retardar el endurecimiento del pan Sin embargo desde hace unos antildeos se estaacuten utilizando enzimas que son sustancias maacutes naturales para retardar el proceso de endurecimiento del pan

Concretamente la amilasa incrementa la sensacioacuten de frescor del pan en comparacioacuten con los agentes quiacutemicos

39 Biocataacutelisis

La importancia de las enzimas en la siacutentesis de productos quiacutemicos es cada vez maacutes reconocida

Algunos ejemplos ya actuales de productos obtenidos por cataacutelisis enzimaacutetica son los aminoaacutecidos las moleacuteculas quirales puras y los antibioacuteticos como la penicilina y la ampicilina

La siacutentesis de productos con biocatalizadores supone en general un consumo bajo de productos quiacutemicos la reduccioacuten de residuos no biodegradables la especificidad de la reaccioacuten la disminucioacutende subproductos y la disminucioacuten del gasto energeacutetico Asimismo la biocataacutelisis ofrece ventajas significativas en comparacioacuten con los procesos quiacutemicos convencionales permite usar pH temperaturas y presiones moderadas y ademaacutes se reducen los subproductos de reaccioacuten

4 LA BIORREMEDIACIOacuteN

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La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 27: BIOTECNOLOGIA

La biorremediacioacuten puede ser utilizada por cualquier empresa y normalmente se utiliza para transformarresiduos y depurar aguas o suelos En este proceso se utilizan principalmente microorganismos

Veamos coacutemo actuacutean estos microorganismos en algunas de las biorremediaciones maacutes utilizadas en la actualidad

bull Depuradoras bioloacutegicas una colonia de microorganismos descompone la materia orgaacutenica de las aguas residuales

bull Biorremediaciones de suelos contaminados la colonia de microorganismos se siembra en un terreno con una contaminacioacuten concreta y la colonia de microorganismos metaboliza los contaminantes

bull Digestioacuten de manchas de petroacuteleo los microorganismos metabolizan los hidrocarburos derramados de petroacuteleo

5 APLICACIONES BIOLOGICAS

La produccioacuten de biogaacutes y alcohol puede utilizarse para reducir o transformar residuos ricos en materia orgaacutenica Son muchos los residuos que pueden resultar uacutetiles los fangos de las depuradoras bioloacutegicas son un buen sustrato para obtener metano por fermentacioacuten anaerobia los residuos de faacutebricas azucareras ricos en hidratos de carbono se utilizan como sustratos de fermentacioacuten para obtener biogaacutes (fermentacioacuten anaerobia) o para obtener alcohol (fermentacioacuten aeroacutebica) y los residuos soacutelidos urbanos se utilizan como sustrato de fermentaciones anaerobiaspara obtener biogaacutes

6 PRODUCCIOacuteN DE BIOGAacuteS Y ALCOHOL

Uno de los mayores problemas en medios de cultivo es el control del crecimiento microbiano la cual es controlada por la velocidad reproduccioacuten Para esto se han empleado muchos meacutetodos pero matemaacuteticamente se toma en cuenta uno en especial que sirve para dar una descripcioacuten global a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla ldquola ecuacioacuten de MONODrdquo

7 ECUACION DE MONOD71 CineacuteticaCuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado los mismos comienzan a dividirse activamente empleando los nutrientes que le aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos Este proceso continuacutea hasta que alguacuten nutriente del medio de cultivo se agota este seriacutea el sustrato limitante Consecuentemente el crecimiento se detiene Tambieacuten puede detenerse el crecimiento por acumulacioacuten de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas ceacutelulas como puede ser una alta concentracioacuten de alcohol Si se supone que en este caso se detiene el crecimiento a causa del agotamiento del sustrato limitante se puede considerar dos aspectos fundamentales que definen al crecimiento microbiano Estos aspectos serian por un lado el estequiomeacutetrico ya que la concentracioacuten final de microorganismos obtenidos

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dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 28: BIOTECNOLOGIA

dependeraacute de la concentracioacuten y composicioacuten del medio de cultivo y por la otra parte el de tipo cineacutetico el que diraacute con queacute velocidad se lleva a cabo el proceso72 Crecimiento Celular Antes del inicio de la fermentacioacuten el medio de cultivo contiene una gran cantidad y variedad de microorganismos como mohos bacterias levaduras esporas e incluso protozoos Sin embargo son las levaduras y bacterias las que empiezan a sobrevivir y multiplicarse en este medio auacuten cuando las bacterias permanecen durante gran parte del proceso en estado latente Inicialmente el mosto es un medio adecuado para el crecimiento y poco a poco se va volviendo inhoacutespito debido a la disminucioacuten de azuacutecares y nutrientes y al incremento de la concentracioacuten de alcohol Cuando el medio es favorable las levaduras se multiplican por viacutea vegetativa asexual durante la mitosis mientras que al final de la fermentacioacuten alcohoacutelica comienzan a reproducirse sexualmente por meiosis sentildeal de que el medio de vida es muy desfavorable como consecuencia de la falta de nutrientes En el metabolismo celular no todo el sustrato es consumido para la formacioacuten de nueva biomasa sino que parte se emplea para el mantenimiento celular otra para la produccioacuten de producto y otra parte se dirige al desarrollo celular Por esto surge el concepto de rendimiento global estequiomeacutetrico (teoacuterico) y el aparenteEl rendimiento estequiomeacutetrico se define como la cantidad de biomasa o producto formado por la cantidad de sustrato consumido con esa finalidad El rendimiento estequiomeacutetrico seriacutea la cantidad de biomasa o producto presente entre la cantidad total de sustrato consumido El rendimiento teoacuterico es difiacutecil de hallar ya que el proceso es complejo y no se puede averiguar queacute cantidad de sustrato va dirigido a la formacioacuten de nuevas ceacutelulas y a sus funciones vitalesEl crecimiento celular consta de cuatro fases la primera se refiere a la fase de latencia donde las ceacutelulas permanecen inactivas La segunda fase es la de crecimiento exponencial el medio rico en nutrientes propicia tal desarrollo hasta llegar hasta la tercera fase Esta es la fase estacionaria en ella el nuacutemero de ceacutelulas que crecen nuevas es igual al nuacutemero de ceacutelulas que perecen La uacuteltima fase corresponde con un medio hostil donde se carece de alimento para el desarrollo de la biomasa y se llega a la muerte de tales organismos Para el caso del microorganismo escogido y el proceso a desarrollar estas fases se dan entre 72 horas y 96 horas Ya que tambieacuten hay que contar que la muerte de tales microorganismos no soacutelo se debe a la escasez de nutrientes sino a la elevada concentracioacuten de alcohol

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En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 29: BIOTECNOLOGIA

En la siguiente graacutefica se puede apreciar tales fases en discontinuo

73 Cineacutetica del crecimiento celularA pesar de que le crecimiento de las ceacutelulas es un fenoacutemeno muy complejo a menudo se puede obtener una descripcioacuten global buena del mismo a traveacutes de ecuaciones relativamente sencilla Entre ellas la maacutes usada es la ecuacioacuten de Monod Esta ecuacioacuten describe el crecimiento celular en funcioacuten de la disponibilidad de un sustrato limitante y se puede expresar de la siguiente manera

Sustrato (S) + Ceacutelulas (X) 10487741048774maacutes ceacutelulas (X) + Producto (P)

Donde rx es la velocidad de crecimiento de la ceacutelulas μm es la velocidad

especiacutefica maacutexima de crecimiento y Ks es la constante de Monod

Es bastante comuacuten expresar la ecuacioacuten en funcioacuten de la velocidad especiacutefica de crecimiento

En la cual μm es el maacuteximo valor que puede alcanzar la velocidad de

crecimiento cuando S gtgt KS y las concentraciones del resto de nutrientes no

han cambiado de forma considerable

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FASES DEL CRECIMIENTO CELULAR

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 30: BIOTECNOLOGIA

KS es el valor de la concentracioacuten del nutriente limitante a la que la velocidad

especiacutefica de crecimiento es la mitad de la maacutexima Para valores de S inferiores a Ks la velocidad de crecimiento depende de una forma lineal de S mientras que para valores superiores el valor de μ se hace independiente de S Uno de los inconvenientes que plantea el uso de la ecuacioacuten de Monod es la correcta determinacioacuten del valor de KS ya que este es normalmente muy

pequentildeo y no es faacutecil de averiguar La ecuacioacuten de Monod es muy simple y no siempre permite obtener una buena representacioacuten de los datos de crecimiento de un microorganismo Por ello se han desarrollado otros modelos maacutes complejos basados en este El modelo de Monod describe soacutelo a los periodos de crecimiento exponencial y a la fase estacionaria

En teacuterminos maacutes complejos se puede usar la ecuacioacuten logiacutestica es un modelo sencillo donde se considera que la velocidad de crecimiento de las ceacutelulas soacutelo depende de la concentracioacuten de las ceacutelulas pero incluye

ademaacutes un teacutermino de inhibicioacuten proporcional al cuadrado de la concentracioacuten de biomasa

Donde k es un teacutermino anaacutelogo al de la ecuacioacuten de Malthus y β es una constante del teacutermino de inhibicioacuten

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Dependencia de la velocidad especiacutefica de crecimiento respecto a la concentracioacuten de sustrato limitante seguacuten la ecuacioacuten de Monod

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 31: BIOTECNOLOGIA

CAPITULO III CASOS PRACTICOS

1 CASO PRAacuteCTICO BIORREMEDIACIOacuteN

La Biorremediacioacuten ofrece una opcioacuten de descontaminacioacuten de suelos maacutes barata y a largo plazo maacutes sostenible ya que utiliza la habilidad natural que tienen los microorganismos para metabolizar un amplio espectro de contaminantes orgaacutenicos desde hidrocarburos del petroacuteleo hasta pesticidas policlorados tipo PCB y metales pesados como el plomo

El caso expuesto aquiacute es el de Lattice Property empresa Inglesa que posee varios centros de produccioacuten de gas en algunos de los cuales se contaminoacute el suelo Actualmente ha completado hasta 150 proyectos de investigacioacuten y remediacioacuten de entre todos los

iniciados

El proyecto que aquiacute se describe se aplicoacute en un centro de produccioacuten de gas abandonado de Sheffield Despueacutes de hacer excavaciones se encontraron cuatro tanques con alquitraacuten y agua contaminada Este material podriacutea haber sido destruido o vertido en vertederos especiacuteficos a un coste de 63 a 94 eurosm3 Sin embargo la empresa optoacute por sembrar la tierra contaminada para acelerar la descomposicioacuten microbiana del alquitraacuten Esta opcioacuten requiere soacutelo la adicioacuten de agua y nutrientes al alquitraacuten sin otro aditivo orgaacutenico adicional y se controla gracias a un ciclo de cultivos cubiertos y monitorizados El proceso elegido tiene un coste bajo pero resulta largo No obstante puesto que la empresa no teniacutea prisa el proceso era apropiado

Beneficios

bull Ahorro de cerca 47 eurosm3 en comparacioacuten con el coste de la gestioacuten en vertedero

bull Es adaptable a cualquier tamantildeo de suelo contaminadobull Baja inversioacuten en infraestructurasbull Gestioacuten ambiental efectiva para mejorar la sostenibilidadbull No es necesario transportar el suelo contaminado

Inconvenientes

bull Proceso de larga duracioacuten

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2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 32: BIOTECNOLOGIA

2 CASO PRAacuteCTICO LIMPIEZA

Expert Heat Treatments (EHT) es una empresa ubicada en Stillington ndash Reino Unido de tratamiento de superficies

En 1999 tuvo que revisar su nueva liacutenea de pretratamientos porque las piezas a tratar (vaacutelvulas de coche) iban recubiertas con una fina capa de aceite que era preciso eliminar antes del pretratamiento teacutermico para que eacuteste fuera efectivo

Tradicionalmente EHT usaba un disolvente orgaacutenico en un tanque de desengrase al vapor paraesta limpieza Sin embargo por diversas causas (aumento del coste del disolvente legislacioacuten maacutes restrictiva referente al uso de disolventes orgaacutenicos mayor conciencia ambiental etc) la empresa consideroacute otros meacutetodos de limpieza alternativos Se hicieron pruebas con una enzima limpiadora formulada para degradar aceites minerales y grasas

Como que estas pruebas hechas en el laboratorio antes del proceso teacutermico dieron buen resultado se escaloacute el proceso para comprobar su efectividad a escala industrial y se concluyoacute que la efectividad desengrasante era comparable a la del sistema con disolvente

Finalmente se decidioacute incorporar este meacutetodo para desengrasar a la nueva liacutenea de pretratamientos en enero del 2000

Beneficios Inconvenientes

bull La empresa ha ahorrado 10163 euros bull El coste de funcionamiento de la nueva liacutenea resulta un 74 maacutes baratobull La enzima es biodegradable y se puede verter con seguridad en la

cloacabull No hay emisiones toacutexicas al aire y todo el proceso es maacutes seguro pues

ninguacuten producto es contaminante

Inconvenientes

bull Ninguno

3 CASO PRAacuteCTICO AGUAS RESIDUALES

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British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 33: BIOTECNOLOGIA

British Sugar Plc trabaja en siete plantas en el Reino Unido y fabrica 13 millones de toneladas al antildeo de azuacutecar blanco a partir de remolacha

El proceso de fabricacioacuten empieza con el transporte de la remolacha a la faacutebrica donde se lava y separa de tierra piedras y hierba El agua fluye hacia un clarificador en cuyo fondo quedan los fangos Estos fangos van a parar al tanque de sedimentacioacuten El agua clarificada vuelve al circuito para ser reutilizada Estas aguas y los fangos deben ser tratados antes de ser vertidos para reducir la DQO

El tratamiento tradicional de aguas residuales consistiacutea en un sistema de aireacioacuten y vertido al alcantarillado pero este sistema no teniacutea capacidad para tratar toda el agua Se estudioacute un sistema alternativo bioloacutegico para tratar todo el residuo y poderlo verter directamente al riacuteo pero tambieacuten habiacutea problemas de olor y acidez de los fangos Entonces se decidioacute montar un digestor anaerobio

El sistema consiste en pasar las aguas residuales por un lecho de granulado con biomasaUn separador de tres fases en la parte superior del digestor separa la biomasa del gas y de las aguas tratadas El biogaacutes sirve como combustible la biomasa vuelve al digestor y parte del agua tratada recircula por el digestor para mantener un flujo constante de agua de tratamiento Este digestor empezoacute a ser operativo a finales de 1996 y elimina 12 toneladas de DQO al diacutea con una eficacia del 80

Beneficios Inconvenientes

bull Los efluentes pueden ser vertidos directamente al riacuteo bull Ahorro de 1250840 eurosantildeo en el tratamiento de efluentesbull Ahorro de 114143 eurosantildeo en combustible(por el aprovechamiento del

biogaacutes)bull Mantenimiento bajo y equipo compactobull Sistema sin olores

Inconvenientes

bull Ninguno

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4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 34: BIOTECNOLOGIA

4 CASO PRAacuteCTICO BIOPULPEADO

Las operaciones de pulpeado en la industria papelera se dividen en dos clases los procesos mecaacutenicosy los procesos quiacutemicos los cuales conducen a caracteriacutesticas diferentes de las fibrasMuy a menudo sin embargo se utiliza una combinacioacuten de ambos procesos para obtener unpapel de caracteriacutesticas determinadas

El pulpeado mecaacutenico de la madera representa el 25 de los procesos de pulpeado en el mundo pero se espera que esta cifra aumente en el futuro Sin embargo este sistema utiliza mucha energiacutea eleacutectrica y esto limita el uso de la pulpa mecaacutenica en muchos tipos de papel

El biopulpeado es una tecnologiacutea que reduce el gasto de energiacutea eleacutectrica y el impacto ambiental del pulpeado aumentando asiacute la competitividad econoacutemica del sistema tambieacuten es un proceso que ahorra energiacutea y mejora la resistencia del papel No obstante hay dificultades en el escalado del proceso

El biopulpeado consiste en utilizar hongos que degradan la lignina Se han optimizado muchas variables bioloacutegicas como las especies de hongos la forma del inoacuteculo el tamantildeo del inoacuteculo el tipo de madera el pretratamiento de las astillas el tiempo de incubacioacuten la aireacioacuten los nutrientes etc Cada variable fue examinada independientemente una de la otra despueacutes de la recopilacioacuten de los datos se establecioacute que las variables primordiales eran tres

bull Seleccioacuten adecuada de la cepa de hongos se escogioacute el hongo Ceriporiopsis subvermispora que degrada la lignina tanto en frondosas como en coniacuteferas

bull Descontaminacioacuten de las astillas con vapor precalentadobull Cantidad del inoacuteculo se redujo de 3 kgt de madera a 5 gt de madera

antildeadiendo una fuente de nutrientes a la suspensioacuten del inoacuteculo la cual da el punto de partida del crecimiento del hongo y reduce la cantidad de inoacuteculo necesaria

Beneficios

bull La pulpa biomecaacutenica abarata en un 30 el gasto debull energiacutea eleacutectricabull Mejora de algunas propiedades de resistencia del papelbull Reduccioacuten del impacto ambiental

Inconvenientes

bull Preparacioacuten del inoacuteculo

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5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 35: BIOTECNOLOGIA

5 CASO PRAacuteCTICO 5 CULTIVO DE TEJIDOS PARA LA PRODUCCIOacuteN DEMETABOLITOS SECUNDARIOS

51 El problema

Las plantas sintetizan muchas sustancias conocidas como metabolitos secundarios Muchas de estas sustancias se utilizan en la industria farmaceacuteutica agriacutecola alimentaria y cosmeacutetica El crecimiento de las plantas depende de factores como el clima la economiacutea e incluso la estabilidad poliacutetica de los paiacuteses productores

52 Posibles soluciones (producto final proceso o servicio)

El crecimiento de plantas in vitro en condiciones controladas sin pesticidas ni ninguacuten otro impacto ambiental ni en la biodiversidad es el camino alternativo de una produccioacuten econoacutemica de importantes sustancias secundarias El objetivo de esta investigacioacuten es la produccioacuten in vitro de dos importantes sustancias farmaceacuteuticas Taxol y saponina y del insecticida natural piretrina

A Taxol

El Taxol o paclitaxel es una amida diterpenica compleja originalmente aislada de la corteza del tejo del Paciacutefico (Taxus brevifolia) que actuacutea como inhibidor de la divisioacuten celular Los experimentos cliacutenicos han demostrado su efectividad en el tratamiento del caacutencer de ovarios y en la metaacutestasis del caacutencer de pecho

Asimismo se ha observado que tiene actividad antitumoral en pacientes con tumores en pulmoacuten cabeza y cuello asiacute como con leucemia mieloacutegena La aprobacioacuten para usos cliacutenicos del Taxol en tratamientos del caacutencer de mama y de ovarios fue otorgada en 1992 por la agencia americana Food and Drug Administration

Antes del 1994 soacutelo se permitiacutea utilizar Taxol procedente de la corteza del Taxus brevifolia Para producir un kilo de Taxol se necesitaban 5 o 6 toneladas de corteza de este aacuterbol que crece en algunas localidades del norte de Ameacuterica Sin embargo debido a su lento crecimiento esta especie empezoacute a escasear El Taxol fue sintetizado quiacutemicamente en 1994 despueacutes de un proceso de siacutentesis de 28 etapas Esto haciacutea inviable su explotacioacuten comercial En cambio la produccioacuten de Taxol usando el cultivo de tejidos vegetales o semisiacutentesis a partir de precursores pareciacutea maacutes prometedora

B Saponina

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Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 36: BIOTECNOLOGIA

Las raiacuteces de Primula veris contienen saponinas triterpenoides con un porcentaje del 5 al 10 en peso seco La principal saponina en la Primula veris es el aacutecido A Primula tambieacuten llamada aacutecido Primula o Saponin Primula I Las saponinas son eficientes contra la tos croacutenica y la bronquitis

Para poder recolectar las raiacuteces de estas plantas eacutestas han de tener dos antildeos Por tanto los cultivos de tejidos in vitro pueden ser una buena alternativa para la produccioacuten de saponina

C Piretrina

El Tanacetum cinerariifolium acumula gran cantidad de piretrina en sus flores Esta sustancia es el insecticida maacutes econoacutemico e importante de origen vegetal Estaacute compuesto por una mezcla de seis esteres de los aacutecidos crisanteacutemico y pireacutetrico

La piretrina es muy efectiva contra una gran variedad de insectos con escaso desarrollo de defensas y mata instantaacuteneamente los insectos Una de sus mayores ventajas es su baja toxicidad para mamiacuteferos y otros animales de sangre caliente motivo por el cual se usa en agricultura horticultura y veterinaria

Habitualmente este insecticida se ha extraiacutedo de las flores del Tanacetum cinerariifolium Sin embargo la demanda mundial excede a la oferta motivo por el que la produccioacuten por cultivo de tejidos vegetales puede ser una fuente adicional de este insecticida

D La innovacioacuten

La innovacioacuten de este proyecto es producir varios tipos de cultivos de tejidos (callos ceacutelulas raiacuteces aeacutereas) de plantas productoras de sustancias comercialmente interesantes como el Taxol y las saponinas o sustancias maacutes respetuosas ambientalmente como la piretrina Con el fin de estimular la produccioacuten de estas sustancias en el cultivo se usaraacuten diferentes inductores

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6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 37: BIOTECNOLOGIA

6 CASO PRAacuteCTICO 6 DISENtildeO DE UN CULTIVO INICIADOR PARA FERMENTACIOacuteN DE VINOS ESPECIacuteFICOS DE LA REGIOacuteN

61 El problemaLa conversioacuten del mosto en vino es un complejo proceso bioquiacutemico en el que estaacuten involucradas actividades endocelulares y extracelulares de varias cepas de levaduras La fermentacioacuten espontaacutenea del mosto en vino puede verse como un proceso microbiano heterogeacuteneo que incluye un desarrollo secuencial de varias levaduras y microorganismos seguacuten las condiciones del tanque de fermentacioacuten El inicio espontaacuteneo de la fermentacioacuten no soacutelo depende de la cantidad y diversidad de las levaduras presentes en el mosto sino tambieacuten del tipo de uva y de su composicioacuten quiacutemica

Asiacute pues la combinacioacuten de factores hace que el proceso sea difiacutecil de predecir Esta falta de prediccioacuten es lo maacutes evidente cuando comparamos la fermentacioacuten espontaacutenea con la fermentacioacuten por inoacuteculo Por otra parte existe la creencia basada en la experiencia que la combinacioacuten de levaduras indiacutegenas con determinados tipos de vid contribuye al estilo y calidad propios de cada vinoEl principal papel de las levaduras es catalizar la conversioacuten raacutepida completa y eficaz del azuacutecar de la uva en etanol dioacutexido de carbono y otros metabolitos minoritarios pero importantes como el acetaldehiacutedo el etilacetato y los alcoholes de alto peso molecular Algunas levaduras peculiares tales como las Kloeckera y Hanseniaspora y otros geacuteneros como las Candida y Pichia producen componentes minoritarios en gran cantidad y son beneacuteficas en una cantidad apropiada para conseguir el aroma adecuado en cada vino

El proceso de fermentacioacuten se inicia con las especies de levaduras no-Saccharomyces que llevan a cabo el primer periacuteodo de la fermentacioacuten espontaacutenea Una vez iniciada la fermentacioacuten las especies no-Saccharomyces son sustituidas y las Saccharomyces cerevisiae dominan por completo la fermentacioacuten A pesar de la sucesioacuten de especies de levaduras en la fermentacioacuten espontaacutenea soacutelo unas pocas especies de Saccharomyces cerevisiae controlan la fermentacioacuten Esto se debe a una seleccioacuten natural durante la fermentacioacuten espontaacutenea en la que las Saccharomycescerevisiae van sustituyendo a las otras levaduras porque se adaptan mejor a las condiciones ambientales

62 La innovacioacuten

La contribucioacuten de varias especies de levaduras en el proceso de fermentacioacuten del vino hace que resulte maacutes compleja la obtencioacuten de vino por fermentacioacuten

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espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 38: BIOTECNOLOGIA

espontaacutenea que por fermentacioacuten por un solo inoacuteculo Por este motivo el disentildeo de inoacuteculos regionales especiacuteficos con mezclas de poblaciones de levaduras de no-Saccharomyces y de Saccharomyces pareciacutea beneficiosoY de hecho la fermentacioacuten del mosto por mezclas de poblaciones de levaduras produjo vinos con diferentes cualidades sensoriales cuerpos y texturas

7 CASO PRAacuteCTICO 7 DESARROLLO Y APLICACIOacuteN DE MEacuteTODOS INNOVADORES PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIOacuteN EN PRODUCTOS ALIMENTARIOS Y AGRIacuteCOLAS

71 El problemaUno de los problemas maacutes urgentes a abordar a escala mundial es el de la contaminacioacuten debida a las actividades domeacutesticas e industriales del suelo y las aguas por un amplio conjunto de productos toacutexicos tales como los disolventes clorados PCB metales pesados y otros productos quiacutemicos estables Estos productos afectan la calidad ambiental y pueden entrar en la cadena alimentaria por diversas viacuteas y convertirse en un serio riesgo para la salud Por otra parte el uso profuso y a veces incontrolado de pesticidas y herbicidas en la agricultura puede provocar enfermedades por ingestioacuten de alimentos y contaminar productos agriacutecolas Aunque el

incremento en la contaminacioacuten de los productos agriacutecolas que se evidencia en algunos informes es debido a la mejor deteccioacuten y recuento de los mismos no hay duda de que eacuteste es un problema realAdemaacutes el mercado de los alimentos y los productos agriacutecolas tiene una perspectiva global y por este motivo unas normas estrictas para asegurar la calidad de los alimentos requieren disponer de medios para conocer y controlar de forma detallada y puntual la calidad de estos productos

Ademaacutes el control de la calidad de los alimentos contribuiraacute a conseguir una significante mejora en el cuidado de la salud y por tanto representaraacute un beneficio socioeconoacutemico tanto para los ciudadanos a tiacutetulo individual como para los grupos de poblacioacuten

Justamente en el aacutembito del control de la calidad de los productos alimentarios en los uacuteltimos antildeos se han venido desarrollando muchas teacutecnicas y meacutetodos con este fin y muchos de ellos han demostrado ser muy prometedores para garantizar la calidad y la seguridad de los productos

Sin embargo hay todaviacutea lagunas por todos conocidos en meacutetodos y teacutecnicos de monitorizacioacuten en sistemas de monitorizacioacuten raacutepida de validacioacuten Ademaacutes

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se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 39: BIOTECNOLOGIA

se plantea la necesidad de una red de laboratorios a nivel regional para el intercambio de informacioacuten y datos La introduccioacuten y aplicacioacuten de un nuevo sistema de control raacutepido de alimentos y productos agrarios junto con una planificacioacuten y gestioacuten de la produccioacuten de alimentos almacenamiento y distribucioacuten conllevariacutea una sustancial disminucioacuten de los riesgos relacionados con la contaminacioacuten de los alimentos

72 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Existen varias propuestas para solucionar la contaminacioacuten de productos alimentarios y agriacutecolas por ejemplo

bull Establecimiento de una red regional de laboratorios para el intercambio de informacioacuten datos

bull Metodologiacuteas etc sobre el control de contaminantes en alimentos y productos agrarios

bull Desarrollo de un nuevo sistema de monitorizacioacuten de deteccioacuten raacutepidabull Validacioacuten de metodologiacuteas y sistemas en la redbull Creacioacuten de una base de datos comuacuten a nivel regional sobre calidad de

productos alimentarios y agriacutecolas

a La innovacioacuten

En este caso el objetivo es garantizar la seguridad e integridad de los alimentos suministrados anticipando el riesgo Esto se realizariacutea trazando la cadena de fuentes contaminantes y optimizando meacutetodos que detecten componentes indeseablesPor otra parte el establecimiento de una red regional de laboratorios para el desarrollo y uso de un sistema nuevo y raacutepido de deteccioacuten basado en las tecnologiacuteas sensoriales emergentes (a su vez fundamentadas en principios quiacutemicos y bioquiacutemicos) conduciraacute al conocimiento y validacioacuten de sistemas a nivel regional y crearaacute las bases de unas praacutecticas comunes de deteccioacuten y monitorizacioacutenUn aacuterea clave del Centro Internacional para la Ciencia (ICS) es la formulacioacuten y promocioacuten de proyectos

Por ello despueacutes del anaacutelisis de viabilidad econoacutemica ambiental y tecnoloacutegica el proyecto se presenta a los posibles financiadores como la Comunidad EuropeaEn el aacutembito de la formacioacuten en materia de gestioacuten tecnoloacutegica el ICS tiene una amplia experiencia

En este sentido cada antildeo se han organizado varios cursos en esta aacuterea pero tambieacuten en lo referido a la previsioacuten tecnoloacutegica y a las alianzas en negocios

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8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 40: BIOTECNOLOGIA

8 CASO PRAacuteCTICO 8 CALIDAD DE LA HARINA

81 El problema

La calidad de la harina es un factor competitivo dentro de la cadena de produccioacuten de todos los productos derivados tales como pan pasteleriacutea y pasta Por ello resulta necesario desarrollar teacutecnicas y metodologiacuteas para estimular el control de calidad entre los cultivadores de trigo

82 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Recientemente se ha obtenido el mapa molecular de muchas especies de plantas y se ha utilizado en el anaacutelisis de los rasgos cuantitativos de la tarjeta geneacutetica y de la organizacioacuten del genoma asiacute como en los estudios de evolucioacuten

a La innovacioacuten

La innovacioacuten de este caso es el desarrollo de nuevas pruebas moleculares basadas en el ADN

9 CASO PRAacuteCTICO 9 COMPUESTOS BIOACTIVOS A PARTIR DE RESIDUOS DE FRUTAS VERDURAS Y PRODUCTOS AGRARIOSPRODUCCIOacuteN IN VITRO DE FLAVONOIDES Y ANTOCIANINAS

91 El problema

Muchas verduras producen moleacuteculas bioactivas como flavonoides y antocianinas con propiedades antioxidantes Debido a los ciclos estacionales de la produccioacuten de verduras no es posible extraer estas moleacuteculas de las verduras a escala industrial Por ello el desarrollo de una metodologiacutea in vitro puede resultar interesante para la industria farmaceacuteutica

92 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

Ante este problema la biotecnologiacutea ofrece la posibilidad de desarrollar producciones in vitro de moleacuteculas bioactivas a partir de ceacutelulas de verduras

a La innovacioacuten

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

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httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

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La produccioacuten in vitro de moleacuteculas antioxidantes naturales permitiriacutea en el aacutembito de la investigacioacuten en materia de salud desarrollar nuevos faacutermacos con pocos efectos secundarios

10 CASO PRAacuteCTICO 10 VALORIZACIOacuteN DEL SUERO DE LECHE

101 El problema

En la actualidad el suero de leche representa un problema para la industria lechera Es necesario encontrar soluciones innovadoras para transformar este producto gravoso econoacutemicamente hablando para las empresas en una fuente de beneficios

102 Posible solucioacuten (producto final proceso o creacioacuten de un servicio)

El suero de leche contiene una alta concentracioacuten de proteiacutenas y liacutepidos por lo que podriacutea ser conveniente extraerlos y purificarlos con el fin de usarlos en alimentos especiales como dietas y terapias

103 La innovacioacutenLa innovacioacuten de este o radica en el desarrollo de nuevas teacutecnicas de purificacioacuten a traveacutes de la impresioacuten

molecular

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CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 42: BIOTECNOLOGIA

CAPITULO IV ALIMENTOS TRANSGENICOS1 DEFINICION

Los alimentos sometidos a ingenieriacutea geneacutetica o alimentos transgeacutenicos son aquellos que fueron producidos a partir de un organismo modificado geneacuteticamente mediante ingenieriacutea geneacutetica Dicho de otra forma es aquel alimento obtenido de un organismo al cual le han incorporado genes de otro para producir una caracteriacutestica deseada En la actualidad tienen mayor presencia alimentos procedentes de plantas transgeacutenicas como el maiacutez la cebada o la soja

La ingenieriacutea geneacutetica o tecnologiacutea del ADN recombinante es la ciencia que manipula secuencias de ADN (que normalmente codifican genes) de forma directa posibilitando su extraccioacuten de un taxoacuten bioloacutegico dado y su inclusioacuten en otro asiacute como la modificacioacuten o eliminacioacuten de estos genes En esto se diferencia de la mejora claacutesica que es la ciencia que introduce fragmentos de ADN (conteniendo como en el caso anterior genes) de forma indirecta mediante cruzamientos dirigidos1 La primera estrategia la de la ingenieriacutea geneacutetica se circunscribe en la disciplina denominada biotecnologiacutea vegetal Cabe destacar que la insercioacuten de grupos de genes mediante obtencioacuten de hiacutebridos (incluso de especies distintas) y otros procesos pueden realizarse mediante teacutecnicas de biotecnologiacutea vegetal que no son consideradas ingenieriacutea geneacutetica como puede ser la fusioacuten de protoplastos2La mejora de las especies que seraacuten usadas como alimento ha sido un motivo comuacuten en la historia de la Humanidad Entre el 12000 y 4000 a de C ya se realizaba una mejora por seleccioacuten artificial de plantas Tras el descubrimiento de la reproduccioacuten sexual en vegetales se realizoacute el primer cruzamiento intergeneacuterico (es decir entre especies de geacuteneros distintos) en 1876 En 1909 se efectuoacute la primera fusioacuten de protoplastos y en 1927 se obtuvieron mutantes de mayor productividad mediante irradiacioacuten con rayos X de semillas Finalmente en 1983 se produjo la primera planta transgeacutenica y en 1994 se aproboacute la comercializacioacuten del primer alimento modificado geneacuteticamente

En el antildeo 2007 los cultivos de transgeacutenicos se extienden en 1143 millones de hectaacutereas de 23 paiacuteses de los cuales 12 son paiacuteses en viacuteas de desarrollo En el antildeo 2006 en Estados Unidos el 89 de plantaciones de soja lo eran de variedades transgeacutenicas asiacute como el 83 del algodoacuten y el 61 del maiacutez

2 BENEFICIOS

Los caracteres introducidos mediante ingenieriacutea geneacutetica en especies destinadas a la produccioacuten

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de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 43: BIOTECNOLOGIA

de alimentos buscan el incremento de la productividad (por ejemplo mediante una resistencia mejorada a las plagas) asiacute como la introduccioacuten de caracteriacutesticas de calidad nuevas Debido al mayor desarrollo de la manipulacioacuten geneacutetica en especies vegetales todos los alimentos transgeacutenicos corresponden a derivados de plantas Por ejemplo un caraacutecter empleado con frecuencia es la resistencia a herbicidas puesto que de este modo es posible emplearlos afectando soacutelo a la flora ajena al cultivo Cabe destacar que el empleo de variedades modificadas y resistentes a herbicidas ha disminuido la contaminacioacuten debido a estos productos en acuiacuteferos y suelo si bien es cierto que no se requeririacutea el uso de estos herbicidas tan nocivos por su alto contenido en glifosato (GLY) y amonio glifosinado (GLU)si no se plantaran estas variedades disentildeadas exclusivamente para resistir a dichos compuestos

Las plagas de insectos son uno de los elementos maacutes devastadores en agricultura Por esta razoacuten la introduccioacuten de genes que provocan el desarrollo de resistentes a uno o varios oacuterdenes de insectos ha sido un elemento comuacuten a muchas de las variedades patentadas Las ventajas de este meacutetodo suponen un menor uso de insecticidas en los campos sembrados con estas variedades lo que redunda en un menor impacto en el ecosistema que alberga al cultivo y por la salud de los trabajadores que manipulan los fitosanitarios

3 POLEMICA

En varios paiacuteses del mundo han surgido grupos opuestos a los organismos geneacuteticamente modificados formados principalmente por ecologistas asociaciones de derechos del consumidor algunos cientiacuteficos y poliacuteticos los cuales exigen el etiquetaje de estos por sus preocupaciones sobre seguridad alimentaria impactos ambientales cambios culturales y dependencias econoacutemicas Llaman a evitar este tipo de alimentos cuya produccioacuten involucrariacutea dantildeos a la salud ambientales econoacutemicos sociales y problemas legales y eacuteticos por concepto de patentes De este modo surge la poleacutemica derivada entre sopesar las ventajas e inconvenientes del proceso Es decir el impacto beneficioso en cuanto a economiacutea estado medioambiental del ecosistema aledantildeo al cultivo y en la salud del agricultor ha sido descrito pero las dudas respecto a la posible aparicioacuten de alergias cambios en el perfil nutricional dilucioacuten del acervo geneacutetico y difusioacuten de resistencias a antibioacuteticos tambieacuten

Por otro lado la praacutectica de modificar geneacuteticamente las especies para uso del hombre acompantildea a la humanidad desde sus oriacutegenes (ver domesticacioacuten) por lo que los sectores a favor de la biotecnologiacutea esgrimen estudios cientiacuteficos para sustentar sus posturas y acusan a los sectores anti-transgeacutenicos de ocultar o ignorar hechos frente al puacuteblico

La Organizacioacuten para la Agricultura y la Alimentacioacuten (FAO por sus siglas en ingleacutes) por su parte indica con respecto a los transgeacutenicos cuya finalidad es la alimentacioacuten

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bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 44: BIOTECNOLOGIA

bull Hasta la fecha los paiacuteses en los que se han introducido cultivos transgeacutenicos en los campos no han observado dantildeos notables para la salud o el medio ambiente Ademaacutes los granjeros usan menos pesticidas o pesticidas menos toacutexicos reduciendo asiacute la contaminacioacuten de los suministros de agua y los dantildeos sobre la salud de los trabajadores permitiendo tambieacuten la vuelta a los campos de los insectos beneacuteficos

Algunas de las preocupaciones relacionadas con el flujo de genes y la resistencia de plagas se han abordado gracias a nuevas teacutecnicas de ingenieriacutea geneacutetica

Sin embargo que no se hayan observado efectos negativos no significa que no puedan suceder Los cientiacuteficos piden una prudente valoracioacuten caso a caso de cada producto o proceso antes de su difusioacuten para afrontar las preocupaciones legiacutetimas de seguridad

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CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 45: BIOTECNOLOGIA

CAPITULO V DESARROLLO DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERU

El proyecto de ley aprobada declara de necesidad y prioridad nacional el desarrollo de la biotecnologiacutea moderna y sus aplicaciones como factores fundamentales para la competitividad el desarrollo econoacutemico y el bienestar del paiacutes

Esto parte del hecho de que la biotecnologiacutea moderna ha adquirido una importancia criacutetica para los paiacuteses a traveacutes de su potencial para el desarrollo econoacutemico industrial agrario pesquero y minero el incremento de la seguridad alimentaria y la nutricioacuten la salud humana y animal y la conservacioacuten y

valorizacioacuten de la biodiversidad y la mejora del ambiente

Con esta introduccioacuten estaacute delineando el aacutembito de aplicacioacuten de la ley el mismo que abarca aacutereas tales como el desarrollo minero pesqueros y la salud humana que son campos de la biotecnologiacutea poco desarrollados en la regioacuten Hace sin embargo una referencia a la biotecnologiacutea aplicada a la agricultura al referirse a la alimentacioacuten y nutricioacuten

1 AacuteMBITO DE LA LEY

Pero analicemos queacute clase de biotecnologiacutea es la que se quiere promover

El proyecto de ley incluye la investigacioacuten de ceacutelulas del cuerpo humano en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos

En el mundo entero el debate sobre la utilizacioacuten de ceacutelulas tronco o ceacutelulas madre es muy intenso Al momento son muy pocos paiacuteses en el mundo donde se permite el uso de este tipo de tecnologiacutea debido a razones eacuteticas y religiosas Un anaacutelisis detallado de esta problemaacutetica fue presentado en el Boletiacuten 157 de la RALLT

Muchos paiacuteses han prohibido este tipo de praacutecticas sobre bases religiosas incluido el propio Peruacute asiacute como la mayoriacutea de paiacuteses con mayoriacuteas catoacutelicas en el mundo

Las ceacutelulas madre se desarrollan con la esperanza de que puedan reemplazar a las ceacutelulas dantildeadas en oacuterganos o partes del cuerpo Estas ceacutelulas son totipotentes es decir que son capaces de formar un nuacutemero ilimitado de tipos de ceacutelulas especializadas como de sangre ceacutelulas nerviosas etc Para el desarrollo de las ceacutelulas madres o tronco se necesita que una mujer done sus oacutevulos los mismos que son fertilizados para que se forme un embrioacuten al que se

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lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 46: BIOTECNOLOGIA

lo manipula para que desarrolle el tipo de tejido deseado Al momento soacutelo Corea del Sur ha permitido la aplicacioacuten de esta tecnologiacutea en el mundo

De acuerdo a la doctrina catoacutelica el problema de trabajar de la investigacioacuten con ceacutelulas germinales embrionales o ceacutelulas tronco-totipotenciales (conocidas tambieacuten como laquostemcellsraquo) consiste en que la obtencioacuten de las ceacutelulas implica destruir embriones humanos a voluntad lo cual es iliacutecito para la iglesia

Pero hay otras implicaciones Por ejemplo en el proyecto de ley se preveacute que quien done oacutevulos para desarrollar ceacutelulas tronco (soacutelo pueden hacerlo mujeres) seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicos En un paiacutes del Tercer Mundo como es Peruacute esta medida podriacutea resultar en un mercado de oacutevulos de mujeres pobres Esto nos lleva a analizar los impactos que estas teacutecnicas tienen en la salud de las mujeres donantes pues ellas reciben un coacutectel hormonal muy fuerte para que puedan liberar los oacutevulos Se puede recoger de una sola mujer hasta 200 oacutevulos La mujer seraacute afectada tanto por el coacutectel hormonal como por la peacuterdida de una importante parte de su dotacioacuten de oacutevulos

Muchas de estas tecnologiacuteas se desarrollan para tratar dolencias como la senilidad Para algunos autores la senilidad es un problema relacionado con el papel que los ancianos ocupan en las sociedades modernas y es un problema que puede ser mejor resuelto por la familia y la sociedad que a traveacutes de la medicacioacuten

Es importante mencionar aquiacute que si el uso de las ceacutelulas madres resultara positivo en paiacuteses como los nuestros donde existen problemas graves para resolver enfermedades que pueden ser resueltas con un poco de inversioacuten de salud puacuteblica como son los problemas digestivos que matan anualmente miles de nintildeos el desarrollo de estas tecnologiacuteas tendriacutean dos objetivos

1 Servir como campo de experimentacioacuten ya que la tecnologiacutea estaacute prohibida en la mayoriacutea de paiacuteses del mundo

2 Estariacutea a disposicioacuten solo de las elites que estriacutean dispuesta a pagar por esta tecnologiacutea

3 Podriacutea darse un proceso de exportacioacuten de ceacutelulas tronco hacia paiacuteses afluentes donde la tecnologiacutea estaacute prohibida

Pero de ninguna manera ayudaraacuten a resolver los problemas de salud puacuteblica como pretende el proyecto de ley Al contrario mujeres peruanas expondraacuten su salud a cambio de una suma de dinero si se convierten en donantes de oacutevulos para el desarrollo de estas investigaciones

De acuerdo al proyecto de ley es permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humana La clonacioacuten humana estaacute permitido en contados paiacuteses del mundo con fines terapeacuteuticos siempre que el embrioacuten se destruya en determinado estadio embrionario

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2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

UNFV ndash FIIS - Ingenieriacutea Agroindustrial 48

Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

UNFV ndash FIIS - Ingenieriacutea Agroindustrial 49

El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

UNFV ndash FIIS - Ingenieriacutea Agroindustrial 50

UNFV ndash FIIS - Ingenieriacutea Agroindustrial 51

UNFV ndash FIIS - Ingenieriacutea Agroindustrial 52

CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

UNFV ndash FIIS - Ingenieriacutea Agroindustrial 53

vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

UNFV ndash FIIS - Ingenieriacutea Agroindustrial 54

BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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Page 47: BIOTECNOLOGIA

2 SOBRE LAS CONSIDERACIONES EacuteTICAS

Ya que esta ley cubre aacutembitos de la biotecnologiacutea tan complicada y con fuertes implicaciones bioeacuteticas como es el uso de ceacutelulas madres que involucra la creacioacuten de embriones humanos viables asiacute como la clonacioacuten humana el tema de la bioeacutetica deberiacutea ser un imperativo en esta ley Sin embargo el tema de la bioeacutetica es tratado de manera superficial

En la seccioacuten sobre consideraciones eacuteticas el proyecto de ley diceldquoEs potestativo de cualquier ciudadano disponer de ceacutelulas de su cuerpo en cualquier estado de desarrollo que ellas se encuentren para fines de reproduccioacuten de tejidos o de oacuterganos para reemplazo o donacioacuten dentro de las limitaciones de la Ley en cuanto a la forma de donacioacuten lo que no seraacute motivo de renta para el donanterdquo

ldquoLas investigaciones que utilicen ceacutelulas tronco resultante de donaciones personales o institucionales seraacuten susceptibles de recibir fondos puacuteblicosrdquo

ldquoEs permisible la clonacioacuten de animales y de sus tejidos que sean hechas con fines utilitarios o la clonacioacuten de tejido humano para uso en mejora de la salud humanardquo

ldquoNo es permisible la clonacioacuten de seres humanos completosrdquo

3 SOBRE OTRAS RAMAS DE LA BIOTECNOLOGIacuteA

A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

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A maacutes de la promocioacuten de tecnologiacuteas relacionadas con el cuerpo humano se sentildeala en el proyecto de ley que se promocionaraacute otros campos de la biotecnologiacutea como es su aplicacioacuten a la mineriacutea la pesca y la agricultura

En el campo de la mineriacutea se podriacutea aplicar la biotecnologiacutea en la llamada bio remediacioacuten que es el uso de microorganismos en la descontaminacioacuten ambiental Hay muchas criacuteticas a estas teacutecnicas por no haber sido evaluadas adecuadamente sus consecuencias en el ambiente

En cuanto a la pesca ha habido mucha oposicioacuten al desarrollo de peces geneacuteticamente modificados entre otras razones porque es imposible asegurar su confinamiento lo que pondriacutea en peligro a las poblaciones nativas lo que puede resultar en un grave problema para Peruacute paiacutes que depende fuertemente de las exportaciones pisciacutecolas las mismas que pueden verse afectadas por posibles eventos de contaminacioacuten geneacutetica Se pueden tambieacuten generar impactos en la pesca artesanal que sustenta a la poblacioacuten local tanto a nivel de la salud de los consumidores como en las poblaciones naturales de peces y en el ambiente en el que se desarrollan

Finalmente tenemos a la biotecnologiacutea agriacutecola cuyos impactos han sido ampliamente analizados Talvez sea necesario recordar uacutenicamente que Peruacute es el centro de origen y diversidad de cultivos de gran importancia como la papa el algodoacuten y el maiacutez cultivos que estaacuten en la cuacutespide de la manipulacioacuten geneacutetica

4 SOBRE LA INCERTIDUMBRE DE LAS NUEVAS TECNOLOGIacuteAS

Puesto que el propoacutesito de este proyecto de ley es incursionar en campos que otros paiacuteses no han incursionado por lo menos con fuerza pues la mayoriacutea de paiacuteses de la regioacuten han dado mayor importancia a la aplicacioacuten agriacutecola de la biotecnologiacutea deberiacutean existir muchas incertidumbres sobre la aplicacioacuten de estas nuevas tecnologiacuteas En efecto el proyecto de ley aborda el tema de las incertidumbres de la siguiente manera

ldquo hellip es evidente que existe un gran desconocimiento de las potencialidades econoacutemicas de la biotecnologiacutea entre otras ciencias y tambieacuten que en relacioacuten con otros sectores industriales los proyectos de este

campo tienen un riesgo significativamente mayor Por tales circunstancias los empresarios tienen muchas dificultades para tomar las decisiones de invertir en esta aacuterea y no tienen el apoyo suficiente en materia de asesoramientordquo

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

6 DISTRIBUCIOacuteN DE TEacuteCNICAS BILOacuteGICAS EN EL PERUacute

7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

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Esto implica que hay una incertidumbre a nivel de inversiones y que por lo mismo se debe crear incentivos financieros para la inversioacuten en estas ramas debiotecnologiacutea De hecho hay toda una seccioacuten que trata de los incentivos que van a recibir las empresas biotecnoloacutegicas que deseen invertir en el Peruacute

5 JUSTIFICACIOacuteN DE LA BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacute

Condicioacuten de paiacutes megadiverso Centro de origen Lugar de domesticacioacuten de especie claves para la agricultura

El manejo de recursos geneacuteticos es de importancia estrateacutegica para el paiacutes por sus oportunidades comerciales inmediatas y ser una fuente inestimable de genes de utilidad para una agricultura moderna que apuesta por la investigacioacuten cientiacutefica y la innovacioacuten tecnoloacutegica

La biotecnologiacutea como herramienta para el mejoramiento y productividad es fundamental para la identificacioacuten caracterizacioacuten conservacioacuten y puesta en valor de nuestros RRGG

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7 INSTITUCIONES QUE REALIZAN BIOTECNOLOGIacuteA EN EL PERUacuteP

La mayoriacutea de las instituciones que se dedican a la biotecnologiacutea se encuentran en el sector puacuteblico

Son 129 instituciones (Universidades institutos de investigacioacuten y ministerios)que representan el 73 del total

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El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

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AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

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El segundo lugar lo ocupan las instituciones privadas comerciales y no comerciales

con un total de 38 organismos que tienen actividades en esa aacuterea

El tercer lugar estaacute representado por organismos internacionales Centro Internacional de la Papa (CIP)

Finalmente el cuarto grupo corresponde a ONG y fundaciones con una institucioacuten

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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BIBLIOGRAFIA

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009

httpbibingusesproyectosabreproy20046ficheroanexo252fanexo+6pdf

httpwwwiicaintespregionesandinacolombiadocumentos20de20la20oficinadocsiicaagrobiotecnologia-peru-2009pdf

AUTORES KREUZER H PhD Carolina Biological Supply Company Burlington North Carolina MASSEY A PhD A

SMITH J E Emeritus Professor of Applied Microbiology University of Strathclyde Glasgow and Chie

httpwwwtendencias21netLa-biotecnologia-industrial-alternativa-sostenible-frente-a-los-procesos-tradicionales_a4512html

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CONCLUSIONES

Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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Las posibilidades generadas por el avance de la ciencia se anticipan en el tiempo a la capacidad de respuesta de la sociedad ante los diferentes dilemas eacuteticos y sociales planteados Las posibilidades de la ciencia podriacutean estar excediendo la capacidad de la sociedad para asumir y responder adecuadamente a este progreso cientiacutefico

Las expectativas creadas en la comunidad cientiacutefica y en la opinioacuten puacuteblica respecto a las posibilidades de la biotecnologiacutea suponen la generacioacuten de nuevas necesidades maacutes que la solucioacuten de las ya existentes Es el claacutesico fenoacutemeno econoacutemico de oferta genera demanda o en otras palabras posible solucioacuten genera deseo y necesidad

Es necesario regular que no controlar las transacciones derivadas de los nuevos avances cientiacuteficos La creciente especializacioacuten del conocimiento cientiacutefico situacutea el control del mismo en manos de una eacutelite investigadora que no tiene por queacute orientar su trabajo al servicio de la voluntad social o de acuerdo con los valores sociales maacutes prevalentes

Es obvio que la profesioacuten investigacioacuten se mueve dentro de unos principios deontoloacutegicos usualmente bien establecidos lo que no la exime al igual que en cualquier otra profesioacuten de la presencia de conflictos de intereses asociados a loa fenoacutemenos sociales y a la competencia existente entre los grupos de investigacioacuten Hay que antildeadir que en los avances cientiacuteficos existe la posibilidad real de negocio que provoca conflictos perjudiciales para el buen desarrollo de las investigaciones y de su adecuacioacuten a la moral y a lo eacutetico

La clonacioacuten humana en estos momentos no es aceptable ni permisible ya que las teacutecnica auacuten no estaacute lista no es fiable y para lograr clonar a un nintildeo sano seriacutea necesario llevar a cabo muchiacutesimos intentos antes de lograr un resultado satisfactorio se produciriacutean muchos casos de embriones con malformaciones irreversibles como el crecimiento extra de oacuterganos o extremidades y sin dejar a un lado la posibilidad de que en un futuro surjan problemas inicialmente no previstos

A mi parecer soacutelo cabriacutea la posibilidad de admitir la clonacioacuten humana en aquellos casos de parejas homosexuales que quieren tener hijos sin tener que recurrir a material geneacutetico ajeno o en aquellas parejas infeacutertiles cuyos problemas no pueden ser solucionados con las teacutecnicas existentes

Debemos abrir nuestra mente a los avances de la ciencia recordemos que no hace mucho tiempo atraacutes los trasplantes de corazoacuten nos pareciacutean algo monstruoso al igual que la fecundacioacuten in vitro y ahora lo

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vemos como un beneficio maacutes que nos aporta la ciencia y que nos permite ver lo pequentildeos e insignificantes que parecemos ante la grandiosidad y sabiduriacutea de la naturaleza

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