cinetica de monod en alimentos
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luis_fabri@Yahoo.com
MODELO DE MODELO DE MONODMONOD
ING. LUIS ARTICA MALLQUI
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MODELO MONODMODELO MONODENZIMAS
CONCEPTO:
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MODELO MONODMODELO MONODCATALIZADOR:
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MODELO MONODMODELO MONOD
CARACTERISTICAS:
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MODELO MONODMODELO MONOD
EFECTO DEL PH Y TEMPERATURA.
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MODELO MONODMODELO MONOD
CLASIFICACIN DE ENZIMAS:
Oxidorreductasas
Transferasas
Hidrolasas
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MODELO MONODMODELO MONOD
CLASIFICACIN DE ENZIMAS:
Liasas
Isomerasas
Ligasas
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MODELO MONODMODELO MONOD
Cintica microbiana
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MODELO MONODMODELO MONOD
[ ][ ]sKs
s
m
+=
.
[ ] SKs
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MODELO MONODMODELO MONOD
Cintica microbiana
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MODELO MONODMODELO MONOD
[ ] SKs >>Cuando
[ ][ ]sKs
s
m
+=
. [ ][ ]SSmx.
mx.. =
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MODELO MONODMODELO MONOD
Cintica microbiana
luis_fabri@Yahoo.com
MODELO MONODMODELO MONOD
[ ] SKs =Cuando
[ ][ ]
[ ][ ]S
SsK
ss
m
2mx.. =
+=
2mx.. =
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MODELO MONODMODELO MONOD
Cintica microbiana
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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.
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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
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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
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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
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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
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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.
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MODELO MONODMODELO MONOD
Muchas Gracias, Muchas Gracias, por la atencin prestadapor la atencin prestada