Alex Bravo

8vo Biotecnologa

BIORREACTORES

Objetivo general:

- Consultar el proceso de cintica microbiana.

Objetivo especfico:

- Leer el proceso relacionando a cintica microbiana

- Encontrar informacin necesaria y comprensible para exponer en la hora de clases.

Fundamentos tericos:

La cintica de crecimiento microbiano constituye una de las operaciones ms utilizadas por la ingeniera

alimentaria y la biotecnologa, por lo tanto, es menester conocer los diferentes mecanismos de crecimiento,

as como, la forma de cuantificacin de los mismos, sus formas de aplicacin, las ventajas y desventajas de

los diferentes mtodos, y sobre todo el monto econmico de cada uno de ellos. Por tanto, el siguiente

documento trata de proporcionar una informacin general acerca de los diferentes mecanismos de

reproduccin bacteriana, as como de dar una idea acerca de la utilizacin de los mismos, sus

caractersticas, especificaciones, y un anlisis de las ventajas y desventajas de cada uno de ellos.

Desarrollo:

CINTICA MICROBIANA

El crecimiento microbiano hace referencia al aumento del nmero de microorganismos a lo largo del tiempo

y no al aumento de tamao de un microorganismo. El aumento del nmero de microorganismos permite la

formacin de colonias o de poblaciones. Es por eso que en microbiologa el crecimiento se estudia por

poblaciones y no en microorganismos individuales. Las bacterias se reproducen generalmente por fisin

binaria. El resultado de la fisin binaria son dos clulas hijas por cada clula madre, as, una clula se divide

en dos, dos en cuatro y cuatro en ocho y as sucesivamente.

El intervalo de tiempo que transcurre para la formacin de dos clulas a partir de la clula madre se llama

tiempo de generacin o tiempo generacional y al igual que la tasa de crecimiento o cambio en el nmero de

clulas por unidad de tiempo, vara en dependencia de las condiciones genticas de las bacterias y de los

factores nutricionales.

La curva de crecimiento de la poblacin tiene cuatro fases:

1) Fase lag o fase de latencia es el periodo de adaptacin de los microorganismos a un nuevo ambiente, en

este periodo el nmero de clulas no se incrementa, sino que se mantiene constante por un largo perodo

que puede durar desde 1 hora hasta varios das. En esta fase las clulas presentan gran actividad metablica.

Al final de la fase la mayora de las clulas aumentan su tamao.

2) Fase log. o logartmica o de crecimiento exponencial durante este periodo las clulas se empiezan a

dividir en forma constante, la actividad metablica: respiracin celular, la sntesis de protenas es mxima. El

nmero de clulas vivas en reproduccin es mucho mayor que las clulas vivas de la poblacin que comienzan

a morir. El tiempo generacional es mnimo y constante. Las clulas muestran su morfologa: color agrupacin

forma entre otras. En el momento final de esta fase y como resultado de la alta tasa de reproduccin,

comienzan a escasear los nutrientes y el ambiente se torna txico por el exceso de productos de desecho. Es

el momento en el cual las clulas son ms sensibles a los antimicrobianos o a las radiaciones que pueden

intervenir negativamente en su crecimiento. Esta fase se representa por una lnea recta ascendente.

3) Fase estacionaria, en este periodo se genera un factor limitante del crecimiento, razn por la cual se

detiene el crecimiento de los microorganismos, generando una tasa reproductiva igual a la tasa de

mortalidad. Si la poblacin no se reproduce ni muere, el nmero de clulas permanece constante y la longitud

de la fase vara y depende del balance que logren las clulas con el medio ambiente. Es un periodo de

equilibrio.

4) Fase de muerte, o de declive logartmico, en esta fase las clulas no se reproducen, solo mueren y son

destruidas por lisis en forma exponencial a causa del incremento en las cantidades de cido y otros desechos

dainos en el ambiente.

- INFLUENCIA DE LOS FACTORES AMBIENTALES SOBRE EL CRECIMIENTO BACTERIANO.

Los alimentos son ecosistemas complejos. Los ecosistemas estn constituidos por el medio ambiente y los

organismos que viven en l. El ambiente de un alimento est constituido por factores intrnsecos

inherentes al alimento (por ejemplo, el pH, la actividad de agua y los nutrientes) y factores extrnsecos a l

(por ejemplo, la temperatura, la composicin del aire, o la presencia de otras bacterias)

El control de la temperatura se encuentra entre los factores ms crticos precisos para el logro de un

suministro alimentario que rena las propiedades sanitarias y organolpticas correctas. Probablemente sea

la temperatura el ms importante de los factores ambientales que afectan a la viabilidad y el desarrollo

microbianos (ICMSF, 1983). El factor que ms influye sobre el efecto de la temperatura en el crecimiento es

la sensibilidad de las reacciones catalizadas por enzimas a determinadas temperaturas. En condiciones de

baja temperatura, un aumento eleva la velocidad de crecimiento, porque la velocidad de una reaccin

catalizada por enzimas, como de cualquier reaccin qumica, casi se duplicar por cada incremento de 10C.

Como la velocidad de cada reaccin aumenta, el metabolismo en general es ms activo a temperaturas

altas, y el microorganismo crece ms rpidamente. A partir de cierto punto, un mayor incremento de la

temperatura disminuye la velocidad de crecimiento, y temperaturas lo suficientemente elevadas son

letales. Las altas temperaturas ocasionan daos a los microorganismos al desnaturalizar las enzimas, las

protenas transportadoras y otras protenas

La actividad de agua (aw) de una solucin es el 1 % de su humedad relativa (cuando se expresa en

porcentaje). Equivale tambin a la relacin entre la presin de vapor de la solucin (Psol) y la del agua pura

(Pagua). La actividad de agua de una solucin o un slido puede establecerse aislando la muestra en una

cmara y midiendo la humedad relativa despus de que el sistema haya alcanzado el equilibrio

Cada especie tiene un intervalo definido de pH para su crecimiento y un pH ptimo para su crecimiento.

Aunque los microorganismos crecen a menudo en medios en un amplio de intervalo pH, su tolerancia tiene

un lmite. Variaciones intensas en el pH pueden daar a los microorganismos alterando la membrana

plasmtica o inhibiendo la actividad de las enzimas y protenas transportadoras. Los cambios en el pH

externo pueden modificar tambin la ionizacin de las molculas de nutrientes, disminuyendo, por ello, su

disponibilidad para el organismo

- MEDICIN DEL CRECIMIENTO MICROBIANO

El clculo del nmero de clulas que existen en una suspensin se puede llevar a cabo mediante el recuento

celular (microscopa, nmero de colonias), masa celular (peso seco, medida del nitrgeno celular,

turbidimetra) o actividad celular (grado de actividad bioqumica con relacin al tamao de la poblacin).

Todos estos mtodos se clasifican en dos apartados: mtodos directos y mtodos indirectos.

- CULTIVO CONTINUO (SISTEMA ABIERTOS)

El cultivo continuo es un cultivo balanceado mantenido por tiempo indefinido por un sistema abierto de

flujo que se compone de: una cmara de cultivo de volumen constante, a la que llega un suministro de

nutrientes, y de la que se eliminan o separan los productos txicos de desecho (por un dispositivo de

rebosadero). Una vez que el sistema alcanza el equilibrio, el nmero de clulas y la concentracin de

nutrientes en la cmara permanecen constantes, y entonces se dice que el sistema est en estado

estacionario, con las clulas creciendo exponencialmente

Una de las maneras de lograr un cultivo continuo es mediante el llamado quimiostato: en el quimiostato

podemos controlar de modo independiente la densidad de la poblacin celular y la velocidad de

crecimiento del cultivo. La densidad celular en el equilibrio se controla ajustando el factor de dilucin (D),

mientras que la velocidad de crecimiento se controla variando la concentracin del nutriente limitante en la

cmara reservorio (SR).

En un quimiostato, los microorganismos pueden cultivarse a una amplia variedad de tasas de crecimiento

exponencial.

El quimiostato permite crecimientos balanceados restringidos debido a que existe un nutriente o sustrato

presente en una concentracin suficientemente baja como para limitar la densidad de poblacin.

As pues, el quimiostato tambin permite elegir la densidad de clulas a la que se quiere trabajar.

RECOMENDACIONES

Los parmetros de pH y acidez se comportaron forma esperada en medios de cultivo (con sacarosa y sin

sacarosa), el pH puede disminuir la fase de crecimiento exponencial en una bacteria, mientras que la acidez

puede aumentarla.

CONCLUSIONES

Los tres factores estudiados (temperatura, pH y cloruro sdico) pueden afectar de manera distinta a las

respuestas de superficie de los modelos para predecir los parmetros cinticos. Es decir, la velocidad de

crecimiento, y los tiempos de generacin y de latencia de los microorganismos estudiados pueden verse

significativamente afectados por uno o por la combinacin de dos o ms factores del medio.

BIBLIOGRAFIA

Trabulsi, L. R., & Alterthum, F. (2004). Microbiologia. Atheneu.

Bourgeois, C. M., Mescle, J. F., Zucca, J., & Diez Fernandez, V. A. (1988). Microbiologia alimentaria: Aspectos

microbiologicos de la seguridad y calidad alimentaria.

http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/5691/ajse1de1.pdf?sequence=1