Microbiologia. El rendimiento celular

Yo les voy a hablar de los rendimientos de crecimiento en un medio de cultivo

Cuando se siembran microorganismos en un medio de cultivo apropiado, estos comienzan a dividirse empleando los nutrientes que aporta el medio de cultivo para fabricar nuevos microorganismos.

El crecimiento microbiano se puede detener por dos factores: el primero de ellos seria cuando algún nutriente del medio se agota, este se conoce como sustrato limitante o también se puede detener por acumulación de alguna sustancia inhibidora formada por las mismas células como puede ser una alta concentración de alcohol.

La cantidad final de microorganismos que se conoce como biomasa depende de la concentración y composición del medio de cultivo al aspecto que nos permite interpretar el crecimiento microbiano se le conoce como estequiometria del crecimiento y la aplicación de esta requiere conocer los rendimientos de crecimiento.

Un rendimiento de crecimiento se define como la relación entre el producto obtenido y el sustrato consumido, usualmente referidos a la fuente de carbono y energía.

El rendimiento celular se define a través del concepto de nutriente limitante. Un nutriente limitante es aquel sustrato cuyo consumo controla la velocidad de producción de biomasa. Es decir que la velocidad de crecimiento celular es función de tal nutriente. En muchos casos existe más de uno, u otros factores que intervienen en dicha velocidad, pero para simplificar, se considera que sólo uno es el esencial o el más importante.

El rendimiento celular es igual a delta x que es la biomasa producida en gramos de biomasa entre delta s que sería el sustrato limitante consumido en gramos de sustrato.

Existen otros rendimientos referidos a otros parámetros del proceso o en función de otras variables. Si además de biomasa se forma un producto, el rendimiento del producto está dado por la siguiente ecuación que nos dice que el

Rendimiento del producto es igual a delta p que es el producto formado entre delta s que sería el sustrato limitante consumido ambos en gramos.

En el siguiente diagrama podemos ver un sustrato que está formado por la fuente de carbono, más nitrógeno, oxigeno, micronutrientes y factores de crecimiento como por ejemplo vitaminas, y aminoácidos, este sustrato se divide en la producción de 50% de productos ligados al metabolismo energético, como por ejemplo metabolitos, CO2 y H2O y 50% de biomasa cuya composición elemental es el carbono, hidrogeno, oxígeno y nitrógeno, y dentro de la cual aproximadamente 50% del sustrato carbonado sigue una ruta aerobia y aproximadamente un 10% sigue una ruta anaerobia

El rendimiento celular solo se usa para la fuente de carbono y no para las fuentes de otros elementos por ejemplo en el metabolismo común solo la fuente de carbono es utilizada para la producción de biomasa y productos como metabolitos y la representación es el primer diagrama, en general es resto de los elementos como el nitrógeno solamente se utilizan para la producción de la biomasa.

Ahora bien dentro de las consideraciones básicas de la biomasa microbiana están su composición elemental lo cual es el punto de partida para los cálculos estequiométricos, tenemos que por cada 100 g de biomasa seca esta esta formada de 50% carbono, 10% nitrógeno……………………..

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