Cinetica de Monod en Alimentos

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  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO DE MODELO DE MONODMONOD

    ING. LUIS ARTICA MALLQUI

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONODENZIMAS

    CONCEPTO:

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONODCATALIZADOR:

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    CARACTERISTICAS:

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    EFECTO DEL PH Y TEMPERATURA.

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    CLASIFICACIN DE ENZIMAS:

    Oxidorreductasas

    Transferasas

    Hidrolasas

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    CLASIFICACIN DE ENZIMAS:

    Liasas

    Isomerasas

    Ligasas

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    Cintica microbiana

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    [ ][ ]sKs

    s

    m

    +=

    .

    [ ] SKs

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    Cintica microbiana

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    [ ] SKs >>Cuando

    [ ][ ]sKs

    s

    m

    +=

    . [ ][ ]SSmx.

    mx.. =

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    Cintica microbiana

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    [ ] SKs =Cuando

    [ ][ ]

    [ ][ ]S

    SsK

    ss

    m

    2mx.. =

    +=

    2mx.. =

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    Cintica microbiana

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    SSSustrato

    Complejo Activador

    Productos

    1

    2

    3

    E1+S ES E1+PK1

    K2

    K3

    Cintica de la unin del enzima con el sustrato para formar un complejo activado enzima-sustratos y liberar por ltimo los productos de la reaccin.

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONODLa concentracin total de enzima (E), que no se destruye durante la reaccin, se considera igual a la suma de enzima libre (E1) y enzima ligado al sustrato (ES); es decir:

    ( ) ( ) ( )ESEE += 1 3Las velocidades de cada reaccin parcial (1,2 3) estn relacionadas con las concentraciones de las sustancias reaccionantes, por medio de las respectivas constantes de velocidad, k;

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    MODELO MONODMODELO MONOD

    ( )( )( )( )ESKESK

    SEK

    33

    22

    111

    ===

    4

    65

    Se sustituye en la ecuacin (4) el valor (E1) por el que se deduce de la ecuacin (3).

    ( )( ) ( )( )ESSKESK 111 = 7

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONODSe considera la situacin estacionaria, es decir, aquella situacin en la que la velocidad de formacin de productos ( ) es uniforme y por tanto la concentracin del complejo ES permanece constante. Entonces se cumple:

    constante== 3321 +=

    89

    Se sustituyen en la ecuacin (9) los valores de 1, 2 y 3 aportados por las ecuaciones (7), (5) y (6) :

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    MODELO MONODMODELO MONOD

    ( )( ) ( )( ) ( ) ( )ESkESkESSkESk 3211 += 10Se despeja el valor (ES) :

    ( ) ( )( ) ( )( )( )

    ( )SK

    KKSE

    SKKKESKES

    ++

    =++

    =

    1

    32132

    1 11

    Se sustituyen el valor de (ES), obtenido en la ecuacin (11), en la ecuacin (6) y se equipara 3 con la velocidad global de la reaccin enzimtica, , en rgimen estacionario, de acuerdo con (8). As resulta:

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    MODELO MONODMODELO MONOD

    ( )( )( )S

    KKK

    SEK

    ++

    =

    1

    32

    3 12

    1K32 KK +El cociente de constante se sustituye por

    una nueva constante denominada de Monod (Ks). As queda:

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    MODELO MONODMODELO MONOD( )( )

    ( )SKSEK

    S += 3 13

    Por ltimo, si la concentracin de sustrato (S) fuese muy elevada, es decir, (S)>>Ks, el denominador valdra prcticamente (S) y la velocidad, v, que se alcanzase sera la mxima, mx. La ecuacin (13) quedara as:

    ( )( )( ) ( )EKS

    SEK3

    3mx == 14

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    Sustituyendo ahora el valor k3 (E) por mx en la ecuacin (13) resulta la ecuacin (1), es decir:

    [ ][ ]SK

    SS +

    = .mx 15

    Estos es precisamente lo que se quera demostrar

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    MODELO MONODMODELO MONOD

    APLICACIONES:APLICACIONES:Produccin de lpidos:

    Se realiza siempre por produccin de biomasa que se somete a extraccin y despus purificacin.

    Se puede aumentar la produccin realizando cultivos carentes de nitrgeno o de ciertos elementos minerales.

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    MODELO MONODMODELO MONODProduccin de aminocidos:

    Obtencin del cido glutmico:Arthrobacter, Brevibacterium y Corynebacterium.

    Bacterias cultivadas dependientes de biotina en medio limitante de biotina, tiene lugar un descenso en contenido de fosfolpidos de membrana celular.

    Disminucin de permeabilidad de membrana facilita secrecin de glutmico.

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    MODELO MONODMODELO MONODProduccin de enzimas:

    Las pectinasas (Byssochlamys)

    las amilasas (Bacillus, Aspergillus, Rhisopus)

    Las lipasas (Candida)

    Produccin de vacunas:

    Ciertas bacterias excretan toxinas:

    Exotinas: excretadas en crecimiento

    Endotoxinas: grmen gram negativo

  • luis_fabri@Yahoo.com

    Produccin de antibiticos:MODELOMODELO MONODMONOD

    Penicilinas: Penicillum chrysogenumLa penicilina es excretada al principio de la fase

    estacionaria del crecimiento

    Antibioticos polipeptidicos:

    Pptidos lineales (gramicidina ABC).

    Pptidos circulares (Tirociclina, Polimixina, GramicidinaS, Bacitracina)

    Se producen en la fase estacionaria de crecimiento

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONODAntibiticos aminoglucosdicos: Streptomyces

    La estreptomicina: Streptomyces griseus

    se produce en la fase estacionaria del crecimiento en medio muy aereado y pH regulado de 7 - 8.

    Antibioticos macroldicos: Streptomyces.

    No polinicos: fase estacionaria.

    Polinicos : Cultivos muy aereados en fase estacionaria

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    MODELO MONODMODELO MONOD

    Tetraciclina:

    se produce en grado importante en fase de crecimiento de micelio y continua durante la fase estacionaria.

    Otros Antibioticos:

    Novobiocina: Streptomyces sphaeroides

    se produce en fase estacionaria despus del cultivo agitado.

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    MODELO MONODMODELO MONOD

    Fermentacin de la leche:Durante la fase de coagulacin.

    Produccin de cerveza y vino:

    La materia va desde azcares de bajo peso molecular presente en frutas, miel y otros vegetales hasta almidones, races o granos

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    MODELO MONODMODELO MONOD

    Transformacin de sustratos:

    Fermentacin de metabolitos secundarios e intermediarios.

    Ecologa y contaminacin

    Tratamiento de aguas residuales:Ambientes naturales (Rios Lagos) Crecimiento de los microorganismos esta limitado por el suministro de nutrientes.

  • luis_fabri@Yahoo.com

    MODELO MONODMODELO MONOD

    Muchas Gracias, Muchas Gracias, por la atencin prestadapor la atencin prestada