cinética de una fermentación

CINETICA DE UNA
FERMENTACIÓN
U TC . A S I G N AT U R A P RO C ES O S D E F E R M E N TAC I Ó N
U N I DA D I V
T E M A S : D I S E Ñ O D E M E D I O S D E C U LT I VO, C I N E T I C A , D E T E R M I N A C I Ó N D E X , P Y S .

El proceso
Características propias y evolución de los parámetros en cada
etapa del proceso.
Por ejemplo: un descenso en el pH (por aplicación de NH3 oproducción y acumulación de ácido) obliga a regular con
sustancias buffer o alcalinas.
El diseño de un medio específico para la producción de ácido
cítrico debe considerar el efecto negativo que ejerce sobre el
proceso tiene el exceso de hierro.

MEDIOS DE FERMENTACION
Constituyen los eflectores externos, químicos en los procesos de fermentación. Deben
proporcionar los requerimientos necesariospara el crecimiento, energía, formación de
metabolitos para el mantenimiento celular.

REQUERIMIENTOS
MACRO NUTRIENTES

MICRONUTRIENTES

FACTORES DE CRECIMIENTO

C, N, S, P, K, Mg

Fe, Mn, Mo, Ca, Zn y Co

Componentes estructurales
vitaminas, ac. Grasos no saturados
algunos aminoácidos.

Diseño de un medio de cultivo
Finalidad: elegir un medio adecuado y sus componentes paralograr el crecimiento microbiano y
al producción de productos deseada.
TENER EN CUENTA:

 El microorganismo
El proceso y
El sustrato

El sustrato
Otros agregados: Los PRECURSORES. . .
Indispensables en algunos procesos como el ac. Fenil acético en la producción de penicilina
Ciclo dextrinas en la producción de Bordetella pertusis, actúa como complejante de inhibidores
de crecimientocelular.

Bromo o cloro en bromotetraciclinas o clorotetraciclinas, pues se inhibe la síntesis de productos
no deseados.
El sulfato favorece en la producción de glicerol

El microorganismo
Los requerimientos nutricionales son determinados por el tipo de metabolito celular.
1.

Autótrofos o Heterótrofos

2.

Aeróbios o anaeróbios (estrictos o facultativos)

Bacterias metanogénicasutilizan el H2 para reducir CO2
a CH4, las protoistas realizan reacciones de óxido –reducción
Sobre compuestos orgánicos.

El sustrato
Fuente de C = fuente de energía
El N = biosíntesis de proteína
P y S = suministrados en forma de aminoácidos azufrados, biosíntesis de Coenzima A, tiamina,
bioenzima, otros.
K = RNA
Mg = estabilidad en ribosomas, cofactor de múltiples reacciones en elmetabolismo.
Microelementos: esenciales Fe, Ca, Mn, Cu, Zn, Co,
Microelementos no esenciales: Al, B, Cr, Ni, As, Cl, Si, Na, Mo
Vitaminas: Constituyentes de las Coenzimas, purinas, poliaminas, otras.

Factores de crecimiento: algunas vitaminas y ác. Esenciales sin los que muchas bacterias no crecerían.

Disponibilidad de los componentes
Los nutrientes deben están disponibles para ser usadospor la célula:
La concentración de los iones metálicos es limitada por sustancias complejantes o ligandos, que
precipitan, secuestran e imposibilitan su disponibilidad.
Ligandos: Aminoácidos, hidroxiácidos, hidróxidos y los anioles PO4 y CO3-2

Disponibilidad de los componentes
En general se puede decir que todo material insoluble presente en el medio va a tener cierta
capacidad de unión aelementos metálicos, disminuyendo su concentración efectiva, lo que
ocurre con aminoácidos y proteínas con grupos R-COO-, RHN-, RS-, RO. El equilibrio se de la
formación del Metal [M]- ligando [L] se da entonces:

K =

[ML]
[M][L]

Donde : K = Cte de equilibrio de formación del
compuesto metal-ligando.
M = ion metálico
L = Ligando

Disponibilidad de los componentes
En términos delos valores decrecientes de la K (Constante de equilibrio)
Fe+3 > Pb2+ > Cu2+ > Ni 2+> Co 2+ > Cd 2+ > Fe2+ > Mn2+ > Mg2+ > Ca 2+ > Sr 2+> Ba2+> Na+ >
K+

En términos decrecientes de la velocidad a la cual el equilibrio es alcanzado K/t

Sr2+ > Ca+ > Zn 2+> Mn 2+> Fe 2+> Co2+ Mg2+ > Ni 2+

Materias primas fundamentales
Considerar el costo, disponibilidad y estabilidad de composición...