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Questions and Answers
¿Cuál es el concepto central del modelo de Monod según el contenido presentado?
¿Qué se menciona sobre las condiciones del modelo de Monod?
Según el contenido, qué se debe considerar al analizar la situación de las células en el modelo de Monod?
¿Qué se deduce sobre el enfoque del procedimiento mencionado en el modelo de Monod?
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¿Cuál es una característica de los valores derivados del modelo de Monod?
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¿Cuál es el efecto de la edad del cultivo en la duración de la fase de atención?
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¿Qué condiciones son necesarias para minimizar la duración de la fase de atención?
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¿Qué porcentaje de volumen se considera óptimo para la siembra del inóculo?
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¿Cuál es una estrategia mencionada para maximizar la productividad en fermentación?
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¿Qué se sugiere para mejorar el medio nutricional en el cultivo?
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¿A qué se refiere la 'fase de atención' en el contexto indicado?
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¿Cómo afecta la inoculación a las células cultivadas?
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¿Qué es fundamental para obtener una alta productividad en fermentación?
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¿Cuál de los siguientes componentes intracelulares puede medirse como una medida indirecta del crecimiento celular?
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¿Qué método se sugiere utilizar cuando los métodos directos no son aplicables en procesos de fermentación?
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Durante un ciclo de crecimiento celular, ¿cómo se comportan las concentraciones de ARN?
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¿Cuál de los siguientes métodos se considera menos confiable para medir proteínas celulares?
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¿Qué tipo de análisis se puede realizar para medir el crecimiento en un medio complejo?
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¿Cuál es una característica de las concentraciones de ADN durante el crecimiento celular?
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¿Qué aminoácido se puede utilizar en el método de Lowry para la medición de proteínas?
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Los métodos indirectos de medición en fermentación se basan principalmente en:
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¿Cuáles son los tres parámetros del modelo de Monod?
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¿De qué depende el valor del parámetro Ks según el modelo de Monod?
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¿Qué sucede con el rendimiento Y al aumentar la temperatura?
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¿Cómo se expresa la dependencia de μmax con respecto a la temperatura?
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¿Qué función tiene la ecuación de Arrhenius en el modelo de Monod?
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¿Qué indica que la etapa de calidad del crecimiento sea mucho más sensible con la temperatura?
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¿Qué se menciona sobre el significado físico de las energías de activación en el modelo?
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¿Cómo se comporta Ks al elevar la temperatura según el contenido proporcionado?
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¿Qué representa el parámetro μmax en el modelo de Monod?
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¿A qué se refiere la expresión 'producción de sustrato limitante' en el contexto del modelo?
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¿Cuál es la fase en la que los organismos comienzan a absorber selectivamente los nutrientes disueltos del medio?
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¿Qué ocurre durante la fase de desaceleración?
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¿Cuál de las siguientes fases no forma parte del ciclo de crecimiento mencionado?
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¿Cuál es la función principal de los organismos durante la fase de crecimiento logarítmico?
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En un cultivo, ¿qué significa la fase de retraso?
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¿Cuál es la fase que sigue inmediatamente a la fase de crecimiento logarítmico?
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¿Qué caracteriza a la fase de muerte en un cultivo?
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Durante cuál de las fases se alcanza el equilibrio en un cultivo?
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Study Notes
Efecto de la edad del inóculo en la duración de la fase de latencia
- La edad del inóculo tiene un fuerte efecto en la duración de la fase de latencia: Cuanto mayor es la edad del inóculo, mayor es la duración de la fase de latencia.
- La edad se refiere al tiempo que un cultivo ha permanecido en un cultivo por lotes.
- En algunos casos, existe una edad óptima del inóculo que da como resultado un período de latencia mínimo.
- Para minimizar la duración de la fase de latencia, las células deben adaptarse al medio de crecimiento y las condiciones previas a la inoculación.
- Las células deben ser jóvenes (en fase exponencial) y activas.
- El tamaño del inóculo debe ser grande (5% a 10% en volumen).
Optimización del medio
- Es posible que sea necesario optimizar el medio nutricional para minimizar la fase de latencia.
- Muchos cultivos de fermentación comercial dependen del cultivo por lotes.
- Para obtener una alta productividad a partir de un tamaño de planta fijo, la fase de latencia debe ser lo más corta posible.
Calibración de la densidad óptica (DO)
- Existe una curva de calibración que relaciona la densidad óptica (DO) con las mediciones de peso seco.
- Dichas curvas de calibración pueden volverse no lineales a valores altos de DO (>0,3).
- Las curvas de calibracion dependen en cierta medida del estado fisiológico de las células.
Métodos indirectos de medición del crecimiento
- En muchos procesos de fermentación, como las fermentaciones de mohos, no se pueden utilizar métodos directos para medir el crecimiento.
- En estos casos, se utilizan métodos indirectos.
- Los métodos indirectos se basan principalmente en la medición del consumo de sustrato y/o la formación de producto durante el curso del crecimiento.
- Los componentes intracelulares de las células, como el ARN, el ADN y las proteínas, se pueden medir como medidas indirectas del crecimiento celular.
- Durante un ciclo de crecimiento por lotes, las concentraciones de estos componentes intracelulares cambian con el tiempo.
- La concentración de ARN (peso ARN/célula) varía significativamente durante un ciclo de crecimiento por lotes.
- Sin embargo, las concentraciones de ADN y proteínas se mantienen bastante constantes.
- Por lo tanto, en un medio complejo, la concentración de ADN se puede utilizar como una medida del crecimiento microbiano.
- Las mediciones de proteínas celulares se pueden obtener utilizando diferentes métodos.
- Para este propósito, se pueden utilizar los aminoácidos totales, Biuret, Lowry (reactivo de Folin) y las mediciones de nitrógeno Kjeldahl.
- Los aminoácidos totales y el método de Lowry son los más confiables.
Parámetros cinéticos del modelo de Monod
- El modelo de Monod contiene 3 parámetros: Y, μmax y Ks.
- Estos parámetros dependen de la naturaleza del organismo, la naturaleza del medio, el sustrato limitante, la temperatura y el pH.
- Se encuentra que el rendimiento Y es aproximadamente independiente de la temperatura.
- Por otra parte, Ks disminuye al elevarse la temperatura.
- Los valores recíprocos de Ks se pueden ajustar a una ecuación tipo Arrhenius.
- La tasa de crecimiento máxima, μmax, se incrementa al aumentar la temperatura hasta alcanzar un máximo.
- Después de este punto, la tasa de crecimiento disminuye si se sigue elevando la temperatura.
- La dependencia de la tasa de crecimiento máxima con la temperatura se puede expresar como una ecuación.
- Los datos de energía de activación indican que la etapa de decadencia del crecimiento con la temperatura es mucho más sensible a ésta.
- Aunque no está muy claro el significado físico de estas energías de activación, puesto que no se conoce a qué cantidad molar están referidas, lo cierto es que la relación de Arrhenius es muy útil como medida para calcular el efecto de la temperatura.
- Monod estudió por primera vez los datos de cultivos por carga y obtuvo los valores para los parámetros de su modelo tratando los datos experimentales.
- Se observó que los valores de KS son generalmente pequeños.
Validez de los parámetros del modelo de Monod
- Se ha cuestionado la validez de los parámetros del modelo de Monod obtenidos por el procedimiento anterior.
- Esto se debe a que las situaciones no son estacionarias y las células están sometidas a unas condiciones en continuo cambio, por lo que pueden no haberse adaptado totalmente a dicho entorno.
Reactores intermitentes
- Un reactor intermitente no tiene flujo de entrada de reactivos ni flujo de salida de productos mientras se lleva a cabo la reacción.
Patrón de crecimiento y cinética en cultivos por lotes
- Cuando se inocula un medio nutritivo líquido con un cultivo de semillas, los organismos absorben selectivamente los nutrientes disueltos del medio y los convierten en biomasa.
- Una curva de crecimiento por lotes típica incluye las siguientes fases:
- Fase de retraso
- Fase de crecimiento logarítmico o exponencial
- Fase de desaceleración
- Fase estacionaria
- Fase de muerte.
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Description
Este cuestionario explora cómo la edad del inóculo afecta la duración de la fase de latencia en cultivos por lotes. Analiza la importancia de la optimización del medio nutricional y cómo la edad óptima del inóculo puede minimizar la fase de latencia. Es crucial entender estos conceptos para maximizar la productividad en fermentaciones comerciales.
