Efecto De La Concentracion Inicial Del Sustrato

CULTIVOS INDUSTRIALES DE MICROORGANISMOS.
(FERMENTACIONES)
1. INTRODUCCIÓN
La Biotecnología consiste en utilizar bacterias, levaduras, hongos, algas y células animales o vegetales en cultivos cuyo metabolismo está orientado a la producción de determinadas sustancias.
Así con la aplicación integrada de los conocimientos y las técnicas de la bioquímica, la microbiología, la genética y laingeniería química surge la bioindustria capaz de producir, a partir de recursos renovables y disponibles en abundancia, gran cantidad de compuestos esenciales para la vida y para mejorar la condición del hombre.
Una parte importante de los productos de esta industria son obtenidos por técnicas de fermentación de microorganismos (mo) considerando a estos como aquellas formas de vida cuyos individuosson de una magnitud tal que es preciso el uso del microscopio para su observación.
Son de interés industrial bacterias, levaduras y hongos de cuyos cultivos pueden obtenerse ácidos orgánicos, alcoholes, antibióticos , por citar algunos ejemplos, siendo en algunas ocasiones el producto su propia masa (biomasa) o algún extracto de la misma.
Actualmente se trabaja en la obtención de fertilizantes yplaguicidas a partir de mo que pueden sustituir gradualmente a los de origen químico constituyendo un aporte a la conservación del medio ambiente, pues es conocido que estas sustancias van ocasionando lentamente el deterioro de los suelos con efectos igualmente nocivos en los alimentos.
Hay también mo causantes de enfermedades (patógenos) que pueden ser inescrupolasamente utilizados como armas deguerra biológica o con un fin más noble en el control de vectores de enfermedades.
Ante la diversidad de usos que se dan a los mo, es conveniente que el futuro ingeniero Industrial tenga una visión general de este tipo de producciones.
2. FERMENTACIÓN
Puede definirse como el proceso metabólico que transforma los hidratos de carbono (carbohidratos) en alcoholes, ácidos orgánicos, aldehídos ocetonas con la formación de dióxido de carbono.
Esta denominación está dada sobre la base de las alteraciones que en presencia de levaduras ocurren en los jugos azucarados de frutas que se transforman en otros compuestos más estables denominados vinos.
Hoy día el término fermentación se hace extensivo a los cultivos de microorganismos en general. Por ejemplo se dice que el antibiótico conocido porpenicilina se obtiene de la fermentación de un tipo específico de hongo conocido por Penicillium notatum.
Podemos también definir la fermentación como la oxidación incompleta de carbohidratos, aminoácidos y sustancias similares por la acción de los mo.
La participación de los mo puede requerir O2 (fermentación aeróbica).
La fermentación aeróbica puede llevar la descomposición de loscarbohidratos u otra sustancia fermentable hasta la oxidación completa o sea hasta obtener dióxido de carbono y agua.
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O HR = - 2817 J
Glucosa
Ahora bien en la fermentación anaerobia el mo realiza la oxidación incompleta de las sustancias orgánicas a expensas de su habilidad para tomar el oxígeno de estas.
En la fermentación anaerobia el mo no es capaz de liberar toda laenergía que puede obtenerse de u proceso respiratorio donde la oxidación es completa.
C6H12O6 2 CH3CHOH COOH HR= - 94, 05 J
Ácido láctico
C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 HR= - 91,96 J
Etanol
C6H12O6 3 CH3COOH HR= - 62,75 J
Ácido acético
Debemos tener en cuenta que el mo utiliza parte de la energía en su reproducción (asimilación de nutrientes) y el resto se libera en forma de calor, es decir que elproceso de fermentación (desasimilación) es exotérmico aspecto de gran importancia en su explotación industrial.
2.1 CLASIFICACIÓN DE LAS FERMENTACIONES.
Es preciso definir que llamamos sustrato limitante (S) al componente del medio de cultivo que controla la velocidad de crecimiento del mo y por lo general lo constituye la fuente de carbono.
Gaden clasifica las fermentaciones atendiendo a...