Fisiologia Microbiana

OBJETIVOS

Analizar y comparar el comportamiento de Escherichia coli y Saccharomyces cerevisiae frente a los cambios de concentración del sustrato (glucosa).

Calcular la tasa de crecimiento intrínseca (μ) para Escherichia coli y Saccharomyces cerevisiae a diferentes concentraciones de glucosa.

Resultados obtenidos

Tabla # 1. Crecimiento de dos microorganismos, una levadura (Saccharomyces cerevisiae) y una bacteria (Escherichia coli) en diferentes cultivos que contienen distintas concentraciones de glucosa en un intervalo de tiempo

Tiempo

(h) Absorbancia cultivos de levadura (540) nm Tiempo

(h) Absorbancia cultivos de levadura (600) nm

Concentración de glucosa en Concentración de glucosa

0.1% 0.3% 0.6% 1% 1.5% 2% 3% 0.1% 0.25% 0.5% 0.75% 1% 2%

0 0.226 0.185 0.135 0.135 0.137 0.096 0.099 0 0.064 0.06 0.057 0.059 0.061 0.057

3,667 0.575 0.517 0.424 0.357 0.38 0.327 0.323 3.5 0.724 0.632 0.617 0.67 0.563 0.054

4.883 0.73 0.754 0.62 0.599 0.602 0.545 0.674 4.5 1.332 1.336 1.286 1.568 1.564 0.963

5.583 1.174 0.993 0.858 0.891 0.89 0.795 0.772

6.33

1.758

1.776

1.6

1.716

1.736

1.586

6.917 1.748 1.43 1.292 1.22 1.254 1.1 1.054

7.55 1.772 1.546 1.29 1.326 1.32 1.164 1.1 7.25 1.748 1.756 1.804 1.696 1.756 1.558

8.633 1.55 1.606 1.43 1.442 1.406 1.27 1.21 8 1.876 1.952 1.772 1.664 1.656 1.762

9.583 1.65 1.672 1.554 1.552 1.44 1.35 1.24 11.083 1.886 1.798 1.786 1.726 1.704 1.554

Tabla # 2. Tasa intrínseca de crecimiento de S. cerevisiae a diferentes concentraciones de glucosa

LEVADURA

Concentración % Tasa intrínseca de crecimiento (h)-1

0.1 0.290

0.3 0.313

0.6 0.343

1 0.271

1.5 0.367

2 0.373

3 0.364

Tabla 3. Tasa intrínseca de crecimiento de E. coli a diferentes concentraciones de glucosa

BACTERIA

Concentración % Tasa intrínseca de crecimiento (h)-1

0.1 0.235

0.25 0.365

0.50 0.286

0.75 0.933

1 1.022

2 0.377

Gráfica 1: Densidad celular en función del tiempo de cultivos de Saccharomyces cerevisiae a diferentes concentraciones de glucosa.

Gráfica 2: Densidad celular en función del tiempo de cultivos de Escherichia coli a diferentes concentraciones de glucosa.

Gráfica 3: Tasa intrínseca de crecimiento en función de la concentración de glucosa para Escherichia coli. y Saccharomyces cerevisiae.

Resultados procesados: Para hallar la tasa de crecimiento intrínseca (μ), se tomó el punto final e inicial de la fase exponencial junto con el tiempo transcurrido en el intervalo mencionado (tiempo trascurrido desde x0 hasta x), para luego aplicar la siguiente fórmula:

Véase como x el punto final de la fase exponencial y x0 el punto inicial de la misma fase.

Ilustración: Véase tabla # 1 los datos de las celdas en negrilla representa la fase exponencial de los dos microorganismos a diferentes concentraciones de glucosa, se hallara μ para para Saccharomyces cerevisiae en 3% de glucosa

X0=0,323; X=1,054; T-1=(6,917h-3.667h)-1. → μ:ln⁡〖1,054/0,323〗*(6,917h-3,667h)^(-1)=0.364h^(-1) tasa intrínseca de crecimiento de la levadura a 3 % de glucosa, resultado correspondiente a la tabla # 2.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

En la gráficas se puede observar en los cultivos con concentraciones de glucosa de 0.10% - 0.30% - 0.60% - 1% un mayor crecimiento que en las demás concentraciones lo que se puede permitir la identificar que en estos cultivos con menor concentración de glucosa relativamente tanto como S.cerevisiae como E.coli obtienen un mayor proliferación que a concentraciones mayores debido a los requerimientos nutricionales exigidos por los microorganismos.

En la gráfica #1 se logran identificar varios medios de cultivos con diferentes concentraciones de glucosa en una fase exponencial constante sin lograr identificar en los tiempos estimados para las lecturas de absorbancia fase estacionarias de muerte lo que permite concluir que la levadura logro adaptarse a las diferente concentraciones de tal manera que en todos los cultivos las células permitiendo proliferación celular.

Las levaduras, tanto cuando metabolizan oxidativamente como fermentativamente la glucosa, pueden asimilar una parte de la misma, acumulándola en la biomasa celular en forma de glucógeno, grasa,etc. La asimilación de la glucosa puede tener lugar también en sistema no proliferantes, donde se excluye la utilización de una parte del sustrato para la biosíntesis.

En un sistema no proliferante de células de levadura, puede obtenerse una fermentación activa de la glucosa con concentraciones del 5 al 10% a 30°C y pH 3-4.

Para entender la respuesta de Escherichia coli y Saccharomyces cerevisiae a diferentes concentraciones es importante analizar el modelo matemático de Monod, este asume que la rapidez de asimilación del sustrato, y en consecuencia la rapidez de producción de biomasa, está limitada por la rapidez de reacción de las enzimas involucradas. Por tanto la rapidez

...