tema 03 cinetica microbiana

7/25/2019 TEMA 03 Cinetica Microbiana

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Cintica microbiana

Estimacin de td

Estimacin de

Factores que inciden en el crecimiento

El crecimiento microbiano es autocataltico

La velocidad de crecimiento de la poblacin es proporcionalal nmero de individuos o concentracin celular

En la fase exponencial

X es el nmero o masa de individuos; tdes el tiempo de duplicacin

El nmero de veces que se duplica la biomasa en un cierto tiempoesta dado por:

Donde:n es el nmero de generaciones

t es el tiempo de cultivo

tdes el tiempo de duplicacin

----- (1) La concentracin de biomasadespus de un cierto tiempopuede evaluarse, en funcinde la biomasa inicial por las

siguientes ecuaciones:

----- (2)

----- (3)

0.693/td

---- (4)

---- (5)

---- (6)

---- (7)

---- (8)


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Temperatura Tiempo de duplicacin

C min

Bacillus stearothermophilus 60 11

Escherichia coli 37 20

Bacillus subtilis 37 27

Bacillus mycoides 37 28

Staphylococcus aureus 37 28

Streptococcus lactis 37 30

Pseudomonas putida 30 45

Lactobacillus acidophilus 37 75

Vibrio marinus 15 80

Mycobacterium tuberculosis 37 360

Bradyrhizobium japonicum 25 400

Nostoc japonicum 25 570

Anabaena cylindrica 25 840

Treponema pallidum 37 1980

---- (10)

---- (9)

---- (12)

---- (11)

! es la tasa especfica decrecimiento

Puede considerarse comola velocidad a la que seduplica una poblacinmicrobiana en un tiempodeterminado

---- (14)

---- (13) ---- (16)

---- (18)

---- (17)

---- (15)

Se desea propagar un cultivo de Escherichia colicuyo tiempo de duplicacin es de 20 min. Lasclulas son esfricas y tienen un volumen de1m3y una densidad de 1.05 g/cm3.

Si se inocula con una clula estime el volumenque ocupar el cultivo bacteriano despus de48 h de incubacin.

Discuta el resultado obtenido. Le recuerdo quenuestro planeta tiene aproximadamente undimetro de 12,807 Km

Calcular el tiempo de generacin de unmicroorganismo en un cultivo que pasa detener 2 x 104individuos a tener 7 x 108en 2.5horas

Calcular el tiempo de generacin de un cultivoa partir de los datos siguientes:


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Fases de crecimiento

Exp Estacionaria Muerte

Cuenta viableTurbidez

Tiempo

Log[organismosviables]/mL

Densidadptica

---- (19)

Fases de crecimiento

Exp Estacionaria Muerte

Cuentaviable

Turbidez

Tiempo

Log[organismosviables]/m

L

Densidadptica

Fase de adaptacin o lag

Depende de:

1. Cambios en la composicin delmedio de cultivo

2. Edad y tamao del inculo

Estrategias para reducir la duracin de la fase lag

1. La inoculacin debe llevarse a cabo durante la fase exponencial decrecimiento.

2. El inculo debe estar lo ms activo posible.

3. El medio de crecimiento del inculo debe ser lo ms parecido al mediode produccin.

4.

Usar un inculo razonablemente grande (


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Sustrato

Temperatura

pH

Presin

Concentracin de sales

Oxgeno

AW

Bajo las siguientes condicionesde cultivo:

Inculo viable

Nutriente limitante biendefinido

Medio de cultivo balanceado

Ausencia de condicionesadversas (T, pH, inhibidores,entre otros)

La tasa de crecimiento (!)depende de la mxima quepuede alcanzar elmicroorganismo, de laconcentracin de substrato y deun valor Ks que representa laconcentracin de substrato a laque se alcanza una tasa decrecimiento igual a la mitad dela mxima

Ks

(mg/L) (10-5M)

Escherichia glucosa 0.0068 0.0038

Escherichia manitol 2 1.1

Candida glicerol 4.5 4.9

Saccharomyces glucosa 25 14

Pseudomonas metanol 0.7 2

Pseudomonas metanol 0.4 2.6

Kebsiella Mg2+ 0.56 2.3

Candida oxigeno 0.45 1.4

Aspergillus arginina 0.5 0.29

Algunos sustratos (alcoholes, fenoles, hidrocarburos, azucares,entre otros) pueden causar inhibicin al estar presentes a altas

concentraciones.


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Desnaturalizacin de protenas;se colapsa la membranacitoplsmica; lisis trmica

Congelamiento de la membrana;el proceso de transporte es tanlento que no hay crecimiento

Velocidades crecientes enreacciones y actividades

enzimticas

Las reacciones y actividadesenzimticas ocurren a sumxima velocidad

ptimo

Mximo

Temperatura

Tasadecrecimiento

Mnimo

Temperatura (C)

Tasadecrecimiento

Psicrfilos

Mesfilos

Termfilos

Hipertermfilos

El valor Dse define como el tiempo necesario paraque el nmero de supervivientes caiga al 10% delvalor inicial (es decir, para que el logaritmo delnmero de supervivientes se reduzca en una

unidad). x es el tiempo a temperatura T

K = constante de velocidad (h-1)A = constante para la reaccin dada (h-1)Ea = energa de activacin (KJ/mol)

R = constante universal de los gases (KJ/K*mol)T = temperatura (K)

El efecto de la temperatura sobre la velocidad dereaccin, est determinada por la energa de

activacin

= constante de velocidad (h-1)A y B = constantes para las reacciones dadas (h-1)Ea y Ed = energas de activacin y desactivacin (KJ/mol)R = constante universal de los gases (KJ/K*mol)T = temperatura (K)

cido

Bsico

Acidfilosextremos

Acidfilos

Neutrfilos

Alcalfilos

Alcalfilosextremos

Neutralidad

pH

citoplsmico

mol/L de:H+ OH-

Ejemplos

Aguas/suelos volcnicos

Fluidos gstricos

Jugo de limn

Drenaje cidoVinagre

Suelos cidos

Tomates

ColMaz/salmn/camarones

Agua pura

Agua de mar

Suelos alcalinos

Jabn

Amoniaco casero


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Methanococcus janaschiiPiezfilo-termfilo

(ptimos: 75 MPa, 90C)

Halotolerantes(Staphylococcus

aureus)

Halfilo(Vibrio

fischeri)

Halfiloextremo

(Halobacteriumsalanarium)

No halfilo(Escherichia

coli)

Concentracin de NaCl

Tasadecrecimiento

0 M 5 M

H. salanarium(4 M)

Aerobios obligados

Anaerobios obligados

Anaerobios facultativos

Anaerobio aerotolerante

Microaerfilos

Anaerobioaerotolerante

Microaerofilo

Aerobioobligado

Anaerobioobligado

Anaerobiofacultativo

[O2]

Alta

Baja

La disponibilidad de agua se expresa generalmente entrminos fsicos tales como AW

AW"relacin entre la P(vapor) del aire en equilibrio conun material y la P(vapor), a la misma T del agua pura

Organismos tolerantes a bajas AW:Xerotolerantes

Xerofilos

AW Material Microorganismos

1.000 Agua pura Spirillum

0.995 Sangre humana Estreptococcus, E. coli

0.980 Agua de mar Pseudomonas, Vibrio

0.900 Jamn Cocos Gram (+)

0.800 Mermelada Hongos filamentosos0.700 Cereales, frutos secos Hongos xerfilos

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