III. MEDIOS DE CRECIMIENTO Y DE FERMENTACIN

Dra. Dulce Mara Daz Montao

Temario

3.1 Requerimientos nutricionales

3.2 Disponibilidad de los componentes

3.3 Materias primas fundamentales

3.4 Formulacin

3.5 Optimizacin

Objetivo

Que el estudiante conozca los Requerimientos

nutricionales

Que el estudiante conozca la Disponibilidad de los

componentes

Que el estudiante tenga la facultad de seleccionar las

Materias primas fundamentales

Que el estudiante sea capaz de realizar Formulaciones

y Optimizaciones del medio de cultivo.

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES

Requerimientos Nutricionales de las Clulas

Cada organismo debe encontrar en su ambiente

todas las sustancias que requiere para la

generacin de energa y la biosntesis celular.

Los elementos de este ambiente que se utilizan

para el crecimiento celular se llaman nutrientes.

En el laboratorio, los microorganismos son

crecidos en medios de cultivo diseados para

aportar los nutrientes esenciales para su

crecimiento.

Elementos traza o micronutrientes.

Son iones metlicos requeridos por ciertas clulas en

pequeas cantidades, que son difciles de descubrir o

medir, y no es necesario agregarlos al medio de cultivo

como los nutrientes.

Los elementos traza estn presentes como

"contaminantes" del agua u otros componentes del

medio de cultivo.

Normalmente actan como cofactores en reacciones

enzimticas esenciales en la clula. Algunos de ellos

son Mn, Co, Zn, Cu, y Mo.

Factores de crecimiento Los microorganismos pueden requerir

pequeas cantidades de ciertos compuestos

orgnicos que no pueden sintetizar y deben

incorporarse en los medios.

bases pricas y pirimdicasADN, ARN

aminocidos esenciales sntesis proteica

vitaminas coenzimas

Vitamin Coenzyme form Function

Necesidades de Oxgeno De acuerdo a la necesidad y capacidad de utilizar el oxgeno los microorganismos se clasifican en:

Aerobios, que requieren de oxgeno para llevara cabo sus funciones metablicas

Anaerobios, que no requieren de oxgeno y su presencia los inhibe o mata.

La accin de la superoxido dismutasa, catalasa y peroxidasa permiten que los radicales libres de oxgeno sean eliminados, lo que permite que las clulas que las contienen puedan vivir en presencia de oxgeno. Los organismos anaerobios no las contienen.

Microorganismos aerobios El oxgeno disuelto es un importante sustrato en fermentaciones aerbicas y puede constituirse en un sustrato limitante.

Cuando el oxgeno es el factor limitante para la velocidad, la velocidad de crecimiento vara con la concentracin de oxgeno disuelto de acuerdo a una cintica de saturacin, hasta alcanzar una concentracin crtica

La concentracin crtica de oxgeno disuelto es la cantidad mnima necesaria para evitar la inhibicin del crecimiento de un microorganismo.

DISPONIBILIDAD DE LOS COMPONENTES

Materias primas fundamentales

Fuentes de carbono: 1) Hidratos de carbono como glucosa o dextrosa,

sacarosa, lactosa, almidn, dextrina

2) Alcoholes como el glicerol y manitol

3) Hidrocarburos como hexadecano, octadecanoy otros.

Otras materias primas importantes por su disponibilidad y costo reducido que contienen hidratos de carbono son granos, melazas, celulosas, suero de queso, etc.

Tambin se pueden emplear otros subproductos como las vinazas de destilera y residuos sulfticos, tiles slo para produccin de biomasa destinada a consumo animal, debido a la cantidad de impurezas, que dificultan y elevan costos de las operaciones de separacin y purificacin de los productos.

Materias primas fundamentales

Fuentes de nitrgeno 1) De naturaleza inorgnica, las ms comunes son amonaco

o sales de amonio. 2) Orgnicas : a) Hidrolizados de protenas (Peptonas) que son obtenidas

de carne de diferentes rganos y animales, pescado, casena, gelatina, harina de soja, algodn, girasol, etc. Las peptonas aportan algunas vitaminas, fosfatos y micronutrientes(Ca, Zn, Fe y Cu).

b) Extracto de carne. c) Extracto de levadura, es bsicamente una mezcla de

aminocidos, pptidos, vitaminas solubles en agua y carbohidratos.

d) d) Extracto de malta, Slidos del cocimiento de maz (cornsteep liquor), agua de maceracin de la industria del maz

Capacidades metablicas Algunas bacterias son excepcionalmente

autosuficientes: prottrofo

Sintetizan vitaminas, amino cidos, nucletidos, lpidos

Crecen en un medio mnimo compuesto de sales inorgnicas (MgSO4, NH4Cl, K2HPO4, FeCl3, CaCl2) con fuente de carbono orgnica

E. coli es un ejemplo de prottrofo

Algunos son muy exigentes, lo cual significa que necesitan muchos factores, tales como: purinas, pirimidinas, vitaminas y varios aminocidos para crecer.

Capacidades metablicas Auxotrofa es la incapacidad de un organismo para

sintetizar un compuesto orgnico particular para su crecimiento (de acuerdo a la defincinde la IUPAC).

En gentica, una cepa se dice que es auxtrofa, si una mutacin le provoca la incapacidad de sintetizar un compuesto esencial.

Un ejemplo es una cepa de E. coli que requiere triptfano para crecer, entonces se dice que es un auxtrofo de triptfano y se designara E. coli trp-. Recuerde que una cepa silvestre de E. coli es capaz de crecer sin este requerimiento.

FIN