Bacillus en el tratamiento de aguas residuales

Por qué Bacillus produce las enzimas que la tarea necesita

Las enzimas que hidrolizan los lodos —proteasas, amilasas, lipasas y celulasas— son, de forma abrumadora, aquellas que las especies de Bacillus son apreciadas por producir a escala industrial. Las revisiones del sector de enzimas industriales informan de que alrededor de la mitad del mercado mundial total de enzimas procede de Bacillus, con las proteasas por sí solas representando una gran parte de todas las enzimas vendidas, y que la alfa-amilasa es principalmente un producto de Bacillus. Especies de referencia bien conocidas —Bacillus subtilis, licheniformis, amyloliquefaciens y sus parientes— se citan repetidamente como productoras de alto rendimiento, y se ha demostrado que cepas seleccionadas secretan de veinte a veinticinco gramos de enzima por litro, situándolas entre los organismos industriales más productivos que se conocen.

Esto importa tanto comercial como biológicamente. Como los organismos que producen estas enzimas se compran todos a un puñado similar de fermentadores, las enzimas en sí no son donde un proveedor difiere de otro de forma significativa. Lo que un producto serio acierta es qué cepas están presentes, si producen las enzimas que un sistema dado necesita, y si siguen siendo viables en el formato en el que se venden, lo que lleva la discusión a la espora.

La endospora, y por qué el producto puede venderse seco

Bajo estrés, una célula de Bacillus forma una endospora: una célula metabólicamente latente construida para sobrevivir. La literatura sobre esporulación la describe como resistente a extremos de temperatura, desecación y radiación ionizante, con estimaciones de longevidad que van de miles a millones de años, y capaz de reanudar el crecimiento —germinar— cuando las condiciones ambientales indican que merece la pena hacerlo. La formación de esporas es un rasgo definitorio de los Firmicutes Gram-positivos, el filo al que pertenece Bacillus.

Para un producto de tratamiento, esa biología es un regalo. Una célula latente y resistente a la desecación puede secarse, envasarse, almacenarse y transportarse, y luego germinar cuando llega a agua cálida y sustrato orgánico. Los organismos que hacen el trabajo de reducción de lodos son, convenientemente, precisamente los que mejor resisten el secado, de modo que un formato seco no cuesta nada en términos biológicos, y los dos formatos secos de la gama de lanzamiento son secos por esa razón y no solo por la comodidad de la vida útil.

El contraste con los nitrificantes, y lo que descarta

La forma más clara de ver por qué importa la espora es fijarse en un organismo que no tiene ninguna. Las bacterias nitrificantes —Nitrosomonas y Nitrobacter, que oxidan el amoníaco y el nitrito y son por tanto los organismos que importan para un permiso de nitrógeno— son proteobacterias Gram-negativas, no Firmicutes. No pueden formar endosporas, porque la formación de endosporas es un rasgo de los Firmicutes, y el registro experimental confirma la consecuencia: un cultivo de laboratorio de Nitrosomonas europaea no pudo recuperarse tras el secado al aire. Un cultivo puro fabricado se comporta de la misma manera. Muere.

Esto no es una distinción de marketing disfrazada de ciencia. Se desprende directamente del lugar que estos organismos ocupan en el árbol de la vida, y es la pieza de microbiología más trascendental para quien elige entre formatos: el formato que alcanza los lodos del fondo y el formato que transporta nitrificantes no son, por razones biológicas de peso, el mismo producto.