Reporte Efecto Crabtre

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE MISANTLA

ReporteCinética Microbiana

Efecto Crabtree Ing. Biorreactores

Docente: M.C. Oswaldo Ortiz Zamora

Presentan:Nani Fonseca Cynthia Gpe. Camarero Arellano Yemitzel

Cuellar Sanchez VerónicaDe La Rosa Almora Christian

M. IBQ

Misantla, ver. A 22-07-2013

Curso de verano

Introducción La respiración aeróbica.-En la mayoría de las células, incluyendo la levadura, la respiración comienza en el citoplasma con la oxidación de la glucosa a piruvato por un proceso de diez pasos llamado glucólisis. Este proceso requiere de un "empuje" de dos ATPs para empezar, pero una vez rodando produce cuatro ATPs directamente por un proceso llamado fosforilación nivel de sustrato. La energía adicional se almacena mediante la adición de electrones de alta energía para el transportador de electrones NAD1+ (Nicotinamida adenina di nucleótido) convertir a NADH + H+. Este proceso se llama reducción (el positivo carga se reduce por la adición de electrones cargados negativamente). Glucólisis se produce con o sin la presencia de oxígeno. Si el oxígeno está presente, la mayoría de los organismos (incluyendo la levadura) siguen la respiración por oxidación de los dos piruvatos producidos por la glucólisis a CO

a través de la formación de acetil CoA y ciclo del ácido cítrico de Krebs. Dos moléculas de ATP adicionales son producida directamente por el ciclo de Krebs, de nuevo por la fosforilación nivel de sustrato. La formación de acetil CoA y el almacén de ciclo de la energía adicional Krebs en NADH + H2 y FADH 2 (Flavina adenina di nucleótido). Una vez más esta energía se almacena por reducción, la proceso de adición de electrones de alta energía para la NAD NADH + H+ y FADH 2. NADH + H+ y FADH 2 + y FAD convertirlos a después transferir su alta energía electrones a la serie de componentes que comprenden la cadena de transporte de electrones. A medida que el electrones pasan por la cadena de transporte de electrones la energía que pierden es atrapado como útil energía en ATP a través del mecanismo de quimiosmosis. El oxígeno es el último electrón aceptor en la electrón transportar cadena, que es por qué la Krebs de ciclo y electrón transportar cadena no puede proceder si oxígeno es ausente. La todo proceso de aerobio respiración que consiste de glucólisis, acetilo CoA formación, la Krebs cítrico ácido ciclo, la electrón transportar cadena y quimiosmosis producir 30-32 ATPs para cada molécula de glucosa dependiente en el tipo de célula. En corazón y hígado células para ejemplo 32 ATPs son producido mientras en cerebro células 30 ATPs son producido.

La fermentación produce sólo 2 ATP por molécula de glucosa (a través de la glicólisis). La respiración aeróbica produce 30-32 ATPs de una molécula de glucosa. Por lo tanto la capacidad de levadura de vivir en ausencia de oxígeno tiene un precio la


fermentación produce 19 veces un menor número de ATP por molécula de glucosa que hace la respiración aeróbica.

Reino: Fungí

División: Ascomycota

Clase: Hemiascomycetes

Orden: Saccharomycetales

Familia: Saccharomycetaceae

Género: Saccharomyces

Especie: S. cerevisiae

La cinética del crecimiento de microorganismos que crecen en un cultivo realizado en un volumen finito se le denomina cultivo Bath y podríamos traducirlo por cultivo discontinuo


Se pueden distinguir cuatro fases en el cultivo:

Fase de Latencia. Fase lag en la que el microorganismo se adapta a las nuevas condiciones y pone en marcha su maquinaria metabólica para poder crecer activamente. La duración de esta fase es variable y en general es mayor cuanto más grande sea el cambio en las condiciones en las que se encuentra el microorganismo.

Fase exponencial. La fase log es aquella en la que se tiene el máximo crecimiento de microorganismos.

Fase estacionaria. En la que no hay aumento neto de microorganismos, lo que no significa que no se dividan algunos, sino que la aparición de nuevos individuos se compensa por la muerte de otros.

Fase de muerte. En la que el número de microorganismos vivos disminuye de forma exponencial con una constante k que depende de diferentes circunstancias.

Efecto Pasteur y efecto Crabtree: En el desarrollo de la fermentación alcohólica se pueden observar dos efectos muy importantes que influyen y pueden afectar todo el proceso. Estos son el efecto Pasteur y el efecto Crabtree.

El efecto Crabtree o mejor conocido como “efecto glucosa” se refiere a que, cuando la concentración de azúcar en el medio es elevada, S. cerevisiae sólo metaboliza los azúcares por vía fermentativa; incluso en presencia de oxígeno, la respiración es imposible. Entonces, para un proceso de fermentación, se debería aprovechar las propiedades del efecto Crabtree (elevadas concentraciones de azúcar en el medio que favorezcan la fermentación) y evitar en lo posible el efecto Pasteur (que induce la respiración en detrimento de la fermentación).


JUSTIFICACIONEl efecto Crabtree enuncia que cuando la concentración de azúcar es elevada, S. cerevisiae sólo metaboliza los azúcares por vía fermentaría; incluso en presencia de oxígeno la respiración es imposible y se lleva a cabo la fermentación para la obtención de etanol. Es por eso, que para comprobar dicho efecto se realizó la presente cinética trabajando bajo condiciones aerobias y anaerobias para obtener etanol de las dos formas comprobándolo mediante la medición del pH, grados Brix y absorbancia.


DISEÑO EXPERIMENTAL

4 Matraces 500 ml 1 Espátula

1 Autoclave 1 Piceta de Agua Destilada

2 Pipeta Pasteur espectrofotómetro

3 Vasos de Precipitados 100 ml

Algodón

1 Pipeta 5ml gasas

1 Pipeta 10ml Cerillos

1 Microscopio Agitador

1 Cámara de Neubauer Azul de Metileno

1 Mechero de Bunsen 3 Bombas

1 reflectometro 1 pHimetro

Preparación del medio mínimo de sales. El medio mínimo de sales es un medio químicamente definido de uso general para el cultivo de bacterias poco exigentes.

Reactivos Medio (g/L) (NH4)2SO4 5.0 MgSO4∙7H2O 2.0 K2HPO4 2.0 FeSO4∙7H2O 0.1 pH 6.5-7.0 Reactivos Medio (g/300ml) (NH4)2SO4 1.50 MgSO4∙7H2O 0.6 K2HPO4 0.6 FeSO4∙7H2O 0.3pH 6.5-7.0


Preparación de los medios de sacarosa

Para llevar a cabo la cinética y comprobar el efecto Crabtree, se realizó por dos vías, la aerobia y anaerobia.

Para trabajar con la anaerobia se utilizó un matraz en el que todo el tiempo se mantuvo cerrado y en agitación, teniendo una concentración de 50gr de sacarosa/lt.

Por otro lado en la aerobia se adaptaron tres matraces a diferentes concentraciones, con 100, 150 y 200gr de sacarosa/lt a los cuales se les suministró oxigeno por medio de bombas.

RESULTADOS

A continuación se presentan los resultados obtenidos en la cinética microbiana llevada a cabo en un total de 84 horas consecutivas realizando el conteo de numero de células en lapsos de 4 horas y su respectiva medición del pH.

La activación se llevó a cabo el día domingo 02 de septiembre a las 12 hrs, teniendo un número inicial de células de 2.5625 E19.

La inoculación en los matraces en medios tanto aerobios como anaerobios se realizó el día lunes 03 de septiembre a las 18:30 hrs, momento en el cual se inició la cinética microbiana, terminando el día 07 de septiembre a las 10:30 hrs, ya que las pruebas de viabilidad mostraban la muerte de las levaduras.


Reactivo (g/L)

Sacarosa 27

Sacarosa 3


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