microbiologia industrial y biocatalisis-bioreactores

Parte A.-MICROBIOLOGIA INDUSTRIA Y BIOCATALISIS
Leer el Capítulo 30 del libro L´Brock Microbiología, pag 956-963 (pag del pdf: 978) y contestar las siguientes preguntas:
1. ¿La penicilina es un metabolito primario o secundario? ¿Por qué?
2. ¿Qué tipo de metabolito, primario o secundario puede reproducirse más fácilmente? ¿Por qué?
3. ¿Cuáles son los dispositivos que se usan para garantizar lacorrecta aireación en una fermentación a gran escala?
4. ¿Cuáles son los principales parámetros que se controlan en una fermentación industrial y que reajustes y modificaciones tienen que hacerse un control computarizado?
5. ¿Cuáles son las diferencias de tamaño entre un fermentador de laboratorio típico, un fermentador de una planta piloto y un fermentador comercial?
Desarrollo parte A-MICROBIOLOGIA INDUSTRIAL Y BIOCATALISIS
1- Hay dos tipos de metabolitos microbianos: primarios y secundarios. Un metabolito primario es el que se forma durante la fase exponencial de crecimiento, mientras que un metabolito secundario es el que se forma casi al final de la fase exponencial de crecimiento
La producción de penicilina por el hongo Penicillium chrysogenum, es un ejemplo de metabolitosecundario, en la figura siguiente se puede observar que la penicilina no se produce hasta que el crecimiento ha entrado en la fase media:

2- Como se menciono anteriormente los metabolitos secundarios son los que se producen durante la fase estacionaria, ósea se producen cuando la velocidad de crecimiento es baja, no tienen pues una función esencial en el crecimiento antibióticos, toxinas,alcaloides, pigmentos, algunas de sus características son:
• No son esenciales para el crecimiento y la reproducción
• Su formación depende fundamentalmente de las condiciones de cultivo, sobre todo de la composición del medio
• A menudo, se producen como un grupo de estructuras muy relacionadas
• Se puede incrementar enormemente la sobreproducción de los metabolitos secundarios, mientras que losmetabolitos primarios, asociados al metabolismo primario, habitualmente no pueden reproducirse en la misma medida
• La producción puede perderse fácilmente por mutación espontánea
• Cada uno de estos productos es producido por un grupo muy reducido de organismos
Los metabolitos primarios son moléculas de bajo peso molecular que intervienen, bien como productos finales o intermediarios, en lasdistintas rutas anabólicas y catabólicas aminoácidos, vitaminas, nucleótidos, alcoholes, ácidos orgánicos
• Son necesarios para el crecimiento del microorganismo que los produce.
• Se producen como productos únicos
• Son producidos por todos los microorganismos (son universales).
• La producción no puede perderse fácilmente por mutación espontánea

Por lo anterior se puede decir que elmetabolito que puede reproducirse más fácilmente es el metabolito primario.
En la figura que sigue, se puede apreciar la relación de la vía metabólica primaria para la síntesis de aminoácidos aromáticos y la formación de una variedad de antibióticos de metabolitos secundarios que contienen anillos aromáticos; es un esquema compuesto de los procesos que ocurren en diversos microorganismos. Ningúnmicroorganismo produce todos estos metabolitos secundarios y en todos los casos existen muchos pasos individuales entre el aminoácido y el antibiótico

3- Los dispositivos que se usan para garantizar la correcta aireación en una fermentación a gran escala serán:
• Dispositivo de aireación: difusor
• Dispositivo giratorio de agitación, impulsor
Un difusor es un dispositivo, a menudo una seriede agujeros en un anillo metálico o placa, a través de los cuales se introduce en el fermentador aire filtrado estéril a alta presión. El aire entra en el fermentador en forma de diminutas burbujas desde las que el oxigeno pasa al medio liquido por difusión.
En los fermentadores industriales la agitación de la mezcla de fermentación con un impulsor es esencial. Con la agitación se consiguen dos...