Estimación de curva de crecimiento y consumo de sustrato en un cultivo de levadura

“ESTIMACIÓN DE CURVA DE CRECIMIENTO Y CONSUMO DE SUSTRATO EN UN CULTIVO DE LEVADURA” parte I

I. OBJETIVOS

- Confeccionar curva estándar de levaduras mediante turbidometría
- Confeccionar curva estándar de azúcares reductores mediante método del ácido 3,5 dinitrosalicílico
- Construir curva de crecimiento y de consumo de sustrato, de un cultivo de levaduras, medianteanálisis turbidométrico y de azúcares reductores

II. INTRODUCCIÓN

Curva de crecimiento.

Un cultivo microbiano en crecimiento equilibrado expresa una reacción de primer orden, es decir, la velocidad de aumento de los microorganismos en un tiempo dado es proporcional al número o masa de células presentes en ése tiempo. Se puede deducir una relación exponencial entre el número decélulas en la población (u otra propiedad medible) y el tiempo. Esto significa una fase exponencial o logarítmica de crecimiento. Sin embargo, las poblaciones microbianas sufren una fase de latencia antes de crecer y rara vez mantienen un crecimiento exponencial durante mucho tiempo. El crecimiento normalmente está limitado por el agotamiento de nutrientes esenciales o por la acumulación de productostóxicos del metabolismo. Por tanto, la velocidad de crecimiento disminuye y el crecimiento puede detenerse, llegando a su fase estacionaria. Posteriormente la tasa de crecimiento se torna negativa, denominándose fase de muerte.

Se reconocen 4 fases características del ciclo de crecimiento:

Fase lag. Inmediatamente luego de la inoculación de las células en un medio fresco, la poblaciónpermanece sin variaciones. Aunque no ocurre división celular, las células pueden estar aumentando en tamaño o volumen, sintetizando enzimas, proteínas, RNA, etc., aumentando su actividad metabólica.

La extensión de la fase lag depende de varios factores, incluyendo tamaño del inóculo, tiempo de recuperación después del shock de inoculación, tiempo requerido para la síntesis de coenzimas ycofactores de división celular, y el tiempo necesario para la síntesis de enzimas inducibles que se requieren para metabolizar los sustratos presentes en el medio de cultivo. Si las condiciones nuevas del medio, en cuanto a factores nutricionales y ambientales, es muy diferente de las condiciones de cultivo del inoculo, el tiempo de latencia aumenta.

Fase exponencial o logarítmica. La faseexponencial del crecimiento es un patrón de crecimiento balanceado donde prácticamente todas las células se están dividiendo por fisión binaria y están creciendo en una progresión geométrica. Las células se dividen a una tasa constante y característica de la especie, dependiendo de la composición del medio de cultivo y de las condiciones de incubación (aireación, agitación, temperatura, etc.). Latasa de crecimiento exponencial en biomasa se expresa como µ (constante de velocidad de crecimiento del cultivo) o como tiempo de generación tD (tiempo de duplicación de la biomasa en el cultivo). La expresión que relaciona ambos parámetros de crecimiento es:

µ = ln2/tD.

Fase estacionaria. El crecimiento exponencial no puede continuar mucho tiempo en cultivo en batch (por lote, un sistemacerrado como un estanque o recipiente de fermentación, sin entrada de medio fresco ni salida de medio agotado, ni células). El crecimiento poblacional está limitado por los siguientes factores:

agotamiento de nutrientes esenciales

acumulación de metabolitos tóxicos

• acumulación de mutaciones

agotamiento de espacio biológico

Durante la fase estacionaria,el número de células viables permanece estable, pero no se puede establecer si es porque las células que mueren igualan a las que se dividen, o que la población simplemente ha detenido su crecimiento. La fase estacionaria, como la fase lag, no es necesariamente un periodo de descanso. De hecho, las bacterias que producen metabolitos secundarios, como los antibióticos, lo hacen durante la fase...