BIOTECNOLOGIA Trabajo Colaborativo Fase Individual

BIOTECNOLOGIA

Trabajo Colaborativo 1  Fase  Individual

Presentado a:

FEDRA LORENA ORTIZ

Tutora

Entregado por:

LUIIS CARLOS CUELLO DIAZ

Código: 84104815

Grupo: 305689_16

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

SEPTIEMBRE DE 2016

INTRODUCCIÓN

Mediante el presente trabajo se pretende fundamentar el crecimiento microbiano a través del laboratorio virtual con el cual se pondrá en práctica los diferentes métodos de fermentación aplicando los diferentes tipos de curvas.

El crecimiento microbiano está definido como el aumento armónico e irreversible de masa y estructura, los microorganismos crecen en cultivos en condiciones  artificiales ya sea en un medio líquido aireado o estático a temperatura constante.

Cuestionario.

1. Realice el laboratorio virtual N. 1 y responda las preguntas del cuestionario del laboratorio, (que se encuentra en la sección de resultados del laboratorio). El laboratorio virtual se encuentra en el entorno de conocimiento práctico.

1.1        Que fases de crecimiento puede diferenciar en la gráfica.

[pic 1]

• Fase de latencia
• Fase de aceleración positiva 
• Fase exponencial
•  Fase de aceleración negativa
• Fase estacionaria o muerte

1.2 Explique el comportamiento de la gráfica, desde el punto de vista metabólico

El cultivo de microorganismos consiste en proporcionarles las  condiciones físicas, químicas y nutritivas adecuadas para que puedan multiplicarse de forma controlada. En general, podemos distinguir  cultivos líquidos y sólidos en función de las características del medio y  cultivos discontinuos y  continuos en función de la disponibilidad de nutrientes en el medio, estos mismos requieren de nutrientes que le aporten la suficiente energía y elementos químicos para la síntesis de sus constituyentes celulares.

En este caso encontramos una curva de crecimiento que nos permite identificar las fases del crecimiento hasta un tiempo de 4 horas, en donde se hace notoria la fase estacionaria de los microorganismos, acá en este caso si  hubiésemos continuado prologando los análisis en horas, podríamos observar la fase estacionaria en su esplendor y de la misma forma la fase  de declive o muerte.

Se observa que dentro del tiempo (0 a 0,5 horas) los microorganismos se encuentran en un estado de adaptación, es donde el inoculo se adapta a las condiciones del medio fresco, lo que infiere en  la aceleración de su crecimiento, logrando un crecimiento exponencial en  el tiempo (1,5 a 3 horas), en donde los microorganismos logran una velocidad de crecimiento constante, acá la composición química del medio cambia según el consumo de nutrientes y la producción de metabolitos. En  el tiempo de (3 a 3,5 horas) podemos observar una desaceleración de la población.  En el tiempo de  (3,5 a 4 horas) ya podemos observar la fase estacionaria de esta población, acá se entendería un agotamiento de los nutrientes y una acumulación de los productos tóxicos, en esta fase la masa puede ser constante pero  el número de células pueden descender.

1.3 En el gráfico es posible observar todas las fases de crecimiento? Explique su respuesta.

Se evidencian cinco  fases de la curva de crecimiento de microorganismos en la gráfica. Además de la pronunciación en la curva de crecimiento en la parte final de la fase exponencial, característica especifica en la obtención de metabolitos secundarios como las proteasas.

• Fase de latencia: Cuando una población bacteriana es inoculada en medio fresco, el crecimiento usualmente no comienza de inmediato sino después de un tiempo llamado de latencia, que puede ser corto o largo dependiendo de las condiciones. La fase de latencia representa un periodo de transición para los microorganismos cuando son transferidos a una nueva condición. En esta fase se producen las enzimas necesarias para que ellos puedan crecer en un nuevo medio ambiente. En esta fase no hay incremento en el número de células, pero hay gran actividad metabólica, aumento en el tamaño individual de las células, en el contenido proteico, ADN y peso seco de las células. Si un cultivo que está creciendo en fase exponencial es inoculado al mismo medio de cultivo bajo las mismas condiciones de crecimiento, no se observa fase de latencia y el crecimiento exponencial sigue a la misma velocidad. Si el inóculo se toma de un cultivo viejo (fase estacionaria) y se inocula en el mismo medio, generalmente se presenta la fase de latencia esto se debe a que las células generalmente agotan una serie de coenzimas esenciales u otros constituyentes celulares y se requiere cierto tiempo para su resíntesis. También se observa latencia cuando el inóculo está formado por células que han sido dañadas pero no muertas, bien sea por tratamiento con calor, radiaciones o sustancias químicas, puesto que requieren reparar dicho daño. En el caso de que una población se transfiera de un medio de cultivo rico a un medio pobre, se observa latencia puesto que es necesario que las células para poder seguir creciendo tengan una serie de enzimas para poder sintetizar algunos metabolitos esenciales que no están presentes en el medio.
• Fase de aceleración positiva: en la que las células tienen gran actividad fisiológica, apareciendo el crecimiento protoplasmático^[1].
• Fase exponencial: Es el período de la curva de crecimiento en el cual el microorganismo crece exponencialmente, es decir que cada vez que pasa un tiempo de generación la población se duplica. Bajo condiciones apropiadas la velocidad de crecimiento es máxima. Las condiciones ambientales (temperatura, composición del medio de cultivo, etc.) afectan a la velocidad de crecimiento exponencial.
• Fase de aceleración negativa: dada por la competencia del alimento.
• Fase estacionaria  muerte: Se da muerte y lisis masiva, exponencial, del cultivo. Se debe a agotamiento de reservas de energía. Algunas veces las células aparecen grandes, hinchadas, distorsionadas (formas “fantasmas”, “ghost”). La pendiente de esta parte de la curva depende de las especies (por ejemplo, en bacterias entéricas es suave, mientras que en Bacillus es más acentuada).^[2]

1.4 Investigue otros métodos con cuales se pueda determinar la curva de crecimiento El crecimiento microbiano se mide por cambios sucesivos en el número de células o por el aumento de peso de la masa de las células. Hay varios métodos para enumerar las células o estimar la masa de éstas.

Métodos Directos

• Cuenta total microscópica (Cámara de Neubauer, de Petroff)
• Cuenta viable (Vaciado en placa, Extensión con varilla de vidrio, Cuenta en tubo de Hungate, Tinción con azul de tripano)
• Medición lineal o radial

Métodos Indirectos

• Número más Probable (NMP)
• Turbidimetría
•  Nefelometría

1.5 Cuál es la aplicación industrial de conocer la  curva de crecimiento de un microorganismo?

Es muy importante porque muchas empresas que producen microorganismo a escala industrial, le es necesario conocer la curva de crecimiento del microorganismo, para saber en sí, su comportamiento de su crecimiento y de esta manera manipular las condiciones para la obtención del producto deseado, como por ejemplo: para producción de metabolitos primarios se debe alargar la fase logarítmica, si son metabolitos secundarios se les alarga la fase estacionaria y para aumentar la cantidad de biomasa, se buscan las condiciones de mayor producción de células.

Encontramos que en muchas fermentaciones el compuesto de interés se desarrolla en la fase exponencial, en esta fase se puede mantener la población estable por periodos prolongados de tiempos.

Encontramos cultivos en lotes: Es un sistema cerrado, solo se le adiciona oxígeno, antiespumantes y bases o ácidos para el control del Ph, este cultivo se maneja por un periodo de tiempo, con variación de la composición química, la composición de biomasa y la de metabolitos. Se hace la recuperación del producto con la interrupción del proceso. Para este tipo de cultivos es necesario alargar la fase logarítmica y la fase estacionaria.

Encontramos el cultivo continuo: Para que el cultivo continuo sea efectivo es necesario que el proceso se encuentre en estado estacionario, este se puede mantener así siempre y cuando cumpla con condiciones inocuas durante su funcionamiento.

Este sistema se ha utilizado para la fabricación de productos como la cerveza y el etanol y para el tratamiento de las aguas residuales.

1.6 Que entiendo por Absorbancia?

Es la cantidad de intensidad de luz que absorbe una muestra. Es muy importante tener en cuenta que la absorbancia de una solución es directamente proporcional a su concentración.

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