Desarrollo del inoculo y cultivo celular por lotes

DESARROLLO DEL INOCULO Y CULTIVO CELULAR POR LOTES


I. INTRODUCCION:

La preparación de medios para el desarrollo de procesos de fermentación es una etapa fundamental para asegurar la productividad de los mismos. Como ya se explicó, los componentes de los medios constituyen los efectores externos de naturaleza química que desempeñan un rol esencial en los procesos ya que deben cumplir conlos requerimientos del crecimiento y de formación de productos y además suministrar energía para la síntesis de metabolitos y para el mantenimiento celular.
No obstante que los microorganismos varían considerablemente respecto de los nutrientes que pueden necesitar es posible efectuar la distinción de las siguientes categorías de componentes: a) Macronutrientes, agregados en cantidades de gramospor litro que están representados por las fuentes de C, N, S, P, K y Mg; b) Micronutrientes o elementos trazas representados por las sales de Fe, Mn, Mo, Ca, Zn y Co que se agregan a los medios en cantidades de miligramos o microgramos por litro; y c) Factores de crecimiento, que están constituídos generalmente por componentes orgánicos suministrados en baja concentración y que no son sintetizadosni metabolizados por las células, sino incorporados a estructuras celulares y de función metabólica específica, como vitaminas, algunos aminoácidos, ácidos grasos no saturados, etc..
Los medios pueden clasificarse, considerando la naturaleza química de los componentes, en 1) medios sintéticos o medios químicamente definidos, y 2) medios complejos en cuya composición intervienen sustancias deorigen animal o vegetal como peptonas, extracto de levadura, macerado de maíz, harina de soja, etc. que aportan las sustancias fundamentales ya mencionadas, pero que son químicamente indefinidas y de composición variable.
En el estudio de los medios de cultivo es conveniente considerar en primer lugar el diseño para tratar a continuación la formulación y optimización de los mismos.
Diseño
El diseñode un medio de fermentación tiene como finalidad la elección de los componentes necesarios para lograr el crecimiento y la formación de productos correspondientes al proceso a desarrollar. Con tal objeto se debe tener en cuenta todos aquellos aspectos relacionados con el microorganismo, el proceso y los sustratos a ser empleados como son los requerimientos nutricionales del microorganismo yalgunos específicos del proceso, la disponibilidad real de los componentes y consideraciones sobre las materias primas.

Requerimientos nutricionales
En el proceso respiratorio de las levaduras hay diferentes compuestos que pueden ser utilizados como fuente de carbono tales como algunas pentosas (D-Xilosa, D-Ribosa); polisacáridos (almidón); alcoholes de azúcar; ácidos orgánicos, como el láctico,acético, cítrico; y algunos otros sustratos orgánicos.
Otro factor esencial está determinado por las condiciones del cultivo, si es aerobio o anaerobio. El 02 es uno de los oxidantes más comunes en el metabolismo energético. En la ausencia del 0 2, el S04 son utilizados como aceptores de electrones por algunas bacterias. Las fuentes de carbono cumplen también el rol de ser fuente de energía. Otrorequerimiento nutricional está constituido por las fuentes de nitrógeno que pueden ser de naturaleza inorgánica u orgánica. El nitrógeno es utilizado para la biosíntesis de proteínas, ácidos nucleicos y polímeros de la pared celular.
Para la síntesis de proteína se requieren en general L-aminoácidos, aunque también son necesarios algunos aminoácidos de la serie D como D-alanina y D-aspártico parasu incorporación a la pared de las células. En algunos casos se requieren también póptidos de histidina. Los requerimientos de otros macronutrientes como el P y el S son suministrados en forma de K2HP04 y S04 (o aminoácidos azufrados). El fósforo se incorpora en ácidos nucleicos, y polímeros celulares. El S es asimilado para la síntesis de aminoácidos azufrados, y además se necesita para la...