Medios De Fermentacion

MEDIOS DE FERMENTACIÓN
Mgr. Amelia Marañón

Disponibilidad de los componentes
Aparte de su presencia en el medio de cultivo, los nutrientes deben estar disponibles para ser usados por la célula. Es importante mencionar la disponibilidad correspondiente a iones metálicos cuya concentración es modificada por quelación, ya que muchos constituyentes del medio y productos del metabolismo actúan comoagentes complejantes o precipitantes, por ejemplo aminoácidos, hidroxiácidos, hidróxidos, y los aniones P04-2 y C03-2. Por lo tanto, con el objeto de controlar su concentración y prevenir la precipitación de los iones metálicos, es necesario o esencial quelar el ion mediante algún agente quelante agregado, como el EDTA (Acido Etilendiaminotetraacético).

En medios complejos de uso industrial lasituación es aún más complicada ya que existe una gran variedad de sustancias orgánicas, las cuales pueden quelar, secuestrar o absorber iones metálicos reduciendo la concentración iónica disponible. Entre dichos compuestos podemos citar: aminoácidos, proteínas, ácidos orgánicos, polifenoles, polifosfatos y materiales coloidales. En general se puede decir que todo material insoluble presente en elmedio de cultivo va a tener una determinada capacidad de unión a elementos metálicos disminuyendo su concentración efectiva, como ocurre también con los aminoácidos y proteínas que tienen los grupos reactivos R-COO - , RHN- , RS- , RO , que son los más importantes. La dinámica de formación del complejo está determinada por la constante de equilibrio de formación del complejo metal-ligando, y porla velocidad a la cual el equilibrio es obtenido. La constante de equilibrio para la formación del complejo del ión metálico (M) con el ligando (L) se expresa de la siguiente forma:

donde las cargas del catión y ligando están omitidas.

Formulación
Una primera aproximación con respecto a las cantidades a utilizar de las diversas fuentes lo da el conocimiento de la composición de biomasa delmicroorganismo a ser empleado. Una composición elemental y típica de la biomasa es (en % de peso seco): Carbono, 46-48; Nitrógeno, 7-12; Fósforo, 1-3; Azufre, 0.5-1.0; Mg, 0.5-1%. De este modo se puede definir un microorganismo promedio" como aquél cuya composición es (% p/p): C = 46.5; H = 6.49; 0 = 31.0; N = 10.85, siendo el contenido de sales aproximadamente 5%.Es decir, que si queremos formularun medio para producir una determinada cantidad de biomasa debemos proveer las distintas fuentes que aseguren como mínimo las cantidades de elementos que deben ser suministrados. La composición de un medio mínimo basado en este principio, que además tiene en cuenta los requerimientos de las fuentes de energía, figura en la tabla 3, que ha sido calculada por Pirt para la producción de Klebsiellaaerogenes en concentración de 10 gl -1 .

Tabla 3. Composición de un medio mínimo para Klebsiella aerogens (Adaptado de Pirt)

Por el conocimiento de la estequiometría de crecimiento y de formación del producto, es posible formular adecuadamente un medio. En general podemos escribir para cualquier proceso de fermentación:

Supongamos que queremos formular un medio para la producción de biomasa delevadura de panificación. En este caso se puede establecer la siguiente ecuación basada en la estequiometría:

C12 H22 012 + 02 + NH3 C HON + C02 + H 20 + 387 Kcal.
La ecuación anterior representa así la formación de 100 g de biomasa a partir de 200 g de sacarosa. Debe aclararse que en la "fórmula" de la levadura que representa lo composición centesimal de la misma faltan los elementos menorescomo el P, el S y el Mg por lo cual la suma no da 100 g sino 90,92 g Más adelante veremos que es conveniente utilizar en lugar de la fórmula centesimal la correspondiente a la fórmula mínima que resulta de dividir el porcentaje de cada elemento por 3.72, o sea haciendo uno al carbono. La ecuación mencionada fue establecida por Harrison y se ha comprobado que responde muy satisfactoriamente en la...