Determinación de la respiración por el método manométrico I.
Introducción
Respirómetro manométrico o de Warburg: El oxígeno utilizado se mide con respecto al tiempo anotando la disminución de presión en el recipiente donde se está realizando la respirometrías, que tiene volumen constante, es hermético y se ha de mantener a una temperatura constante. En el recipiente se introduce la muestra a analizar dejando una cámara de aire y además, se ha de colocar un vaso con una solución de hidróxido potásico (o sódico) Para que absorba el anhídrido carbónico producido producido de tal forma que la disminución de la presión sea una medida del oxígeno consumido. Este es otro ejemplo de Respirómetro GSS, en el que la medida de la concentración de oxígeno se realiza de d e manera indirecta y tanto la muestra líquida como el gas permanecen de manera estática en el interior del recipiente, sin que exista renovación alguna de ambos durante la determinación respirométricas. En el método manométrico, se mide el vacío creado por el consumo de oxígeno causado por la muestra. Para esto, se requiere absorber el CO2 formado de alguna manera. De lo contrario no habría cambio de presión en las botellas ya que el volumen de CO2 producido podría ser igual o casi igual al volumen de oxígeno consumido.
II.
Objetivo
Medir el consumo de oxígeno en uva (velocidad de respiración) duarte la respiración de fruta (uva) empleando el método manométrico. III.
MARCO TORICO
Respirómetro. Un Respirómetro es un instrumento que consiste en un pequeño reactor biológico que sirve para medir velocidades de respiración aerobia. El Respirómetro determina determina la cantidad de oxígeno consumida por unidad de tiempo y de volumen. Algunos autores consideran al Respirómetro como un sensor, ya que consiste en una unidad física con una entrada de muestra obtenida después de un procedimiento interno. Por otra parte, y debido a su condición de reactor biológico, los resultados son extremadamente extremadamente dependientes de las condiciones de trabajo, por tanto, puede existir una variabilidad en la salida. Esta variabilidad cuestiona el hecho de que se considere al Respirómetro un reactor y obliga a que los resultados de las respirometrías se acompañen de las condiciones de operación tales como: Estado de la biomasa (concentración, pH, T, DQO, Edad, etc)
Tipo de sustrato utilizado.
Temporalidad de la medida de oxígeno (puntual, continuo)
3.1. Tipos de Respirómetro 3.1.1. Respirómetro manométrico o de Warburg: El oxígeno utilizado se mide con respecto al tiempo anotando la disminución de presión en el recipiente donde se está realizando la respirometrías, que tiene volumen constante, es hermético y se ha de mantener a una temperatura constante. En el recipiente se introduce la muestra a analizar dejando una cámara de aire y además, se ha de colocar un vaso con una solución de hidróxido potásico (o sódico) para que absorba el anhídrido carbónico producido de tal forma que la disminución de la presión sea una medida del oxígeno consumido. En el que la medida de la concentración de oxígeno se realiza de manera indirecta y tanto la muestra líquida como el gas permanecen de manera estática en el interior del recipiente, sin que exista renovación alguna de ambos durante la determinación respirométrico. 3.1.2. Respirómetro volumétrico: De forma análoga al Respirómetro de Wargurg,
el oxígeno consumido se mide en función de la disminución de volumen que se produzca en el recipiente adecuado que mantenga la presión y la temperatura constantes. También se trata, al igual que el de Warburg, de un Respirómetro GSS en que sólo cambia la tecnología empleada para medir la concentración de oxígeno. 3.1.3. Respirómetro electrolítico : Está formado por el recipiente donde se lleva a cabo la respiración dotada en su interior de un “absorbedor de CO2” (recipiente con sosa), una célula electrolítica y un manómetro, todos interconectados. A medida que los microorganismos consumen el oxígeno para la oxidación de la materia orgánica, se produce una disminución de presión en el sistema, que es registrada por el manómetro. Éste, a su vez, a través de un sistema de control, activará la célula electrolítica en función de dicha disminución de presión, tratando así de mantener la presión constante. La cantidad de oxígeno liberado en la electrólisis es proporcional a la cantidad de energía eléctrica que ha sido necesaria suministrar. 3.1.4. Respirómetro continuo : continuo o discontinuo hace alusión al modo de aporte del gas. Es un Respirómetro continuo, el aire circula de manera continua en el recipiente donde se lleva a cabo la determinación. Se mide caudal y concentración de oxígeno en el aire a la entrada y a la salida de forma permanente, para así poder determinar por diferencia el consumo instantáneo de oxígeno. A partir de la curva de consumos instantáneos de oxígeno frente a tiempo se podrán obtener por derivación las velocidades instantáneas de consumo de oxígeno. Se trata claramente de un Respirómetro GFS, donde la medida se realiza en fase gas, existe un flujo continuo de gas y el medio líquido permanece estático en el interior del reactor biológico donde se lleva a cabo la determinación respirométrico. 3.1.5. Respirómetro discontinuo (Batch): El aporte de oxígeno depende de dos valores de consigna, un máximo y un mínimo de concentración de oxígeno dentro del recipiente donde se lleva a cabo la respirometrías. Se inyecta aire hasta alcanzar el valor máximo de concentración de oxígeno establecido. Una vez alcanzado se deja inyectar oxígeno y se espera a que los microorganismos lo consuman, hasta llegar,
esta vez a la consigna mínima y se volverá a airear. Se mide el tiempo que se emplean en consumir el oxígeno, con lo que se obtiene la velocidad i nstantánea de consumo de oxígeno. Este proceso se repite cíclicamente. En cada ciclo este Respirómetro funciona como un GSS. 3.1.6. Respirómetro de Bartha : La evolución de CO2 es usada como un indicador
de la actividad microbiana y descomposición relativa del contaminante. A tal fin se utilizan equipos según lo descripto por Pramer y Bartha (1965) . Estos equipos están constituidos por un Erlenmeyer, el cual tiene adosado un tubo lateral. El erlenmeyer contiene el suelo que está siendo evaluado, y el tubo lateral NaOH 0,097 N donde es retenido el CO2 liberado por el metabolismo de los microorganismos presentes. Ambos recipientes deben permanecer cerrados mediante tapones de goma. El tapón correspondiente al Erlenmeyer, está atravesado con una jeringa para inyección de agua , y un filtro de aire que permite el libre intercambio gaseoso reteniendo el CO2 del aire que ingresa en el sistema. El tapón el tubo lateral, está atravesado también, por una jeringa para inyección de NaOH. IV.
Materiales
1 matraz Erlenmeyer de 250mil Un frsco pequeño de vidrio Un tapon para el matraz Una pipeta regla de plástico Vaselina Holo Material biológico 185 g de uva Sustancias: Azul demetileno al 1% Solución de K(OH) al 20% V.
Procedimiento
Pesamos la uva 185 g En un matraz erlrneyerm de capacidad de 2050 ml y en el fondo del matraz colocamos una base de papel húmedo y sobre de esa v+base colocamos las fruta en este caso colocamos la uva. Luego en un frasco muy pequeño introducimos la solución de hidróxido de potasio teniendo mucho cuidado que no se derramará. Después de introducir la uva y el hidróxido de potasio, y con un tapón tapamos bien y con vaselina sellamos hasta que no hubiera ningún orifico por donde
VI.
ingrese el aire. gota de azul de metileno en el externo del tubo de vidrio en forma de L. luego esperamos y observamos el desplazamiento dela gota de azul de metileno. Con la pipeta Pasteur colocamos con mucho cuidado una gota de azul de metileno en el extremo del tubo en forma de L. después observamos el desplazamiento de la gota del colorante a través del tubo y luego medir el desplazamiento. Resultados
VII. Cuestionario 1. ¿cuál es el fundamento del experimento para medir la respiración mediante el manómetro? (control y experimento)
Evaluar la cantidad de oxigeno consumido en un determinado tiempo absorbido por el hidróxido de potasio 2. ¿qué función cumple el K (OH)?
Hidróxido potásico es el que tiene la capacidad de absorber el anhídrido carbónico (CO 2) producido de tal forma que la disminución de la presión sea una medida del oxígeno consumido 3. ¿Por qué crees que es necesario que estén muertas las frutas que colocaste en el Respirómetro control?
4. ¿cómo puedes saber que realmente que el oxígeno consumido alteró la presión dentro del manómetro?
Se sabe que dentro del manómetro la traspiración es menor y por el cual la presión atmosférica es afectada, es decir que a mayor presión atmosférica es menos la menos traspiración porque al consumirse el oxígeno la presión aumente en gran cantidad. 5. ¿Qué es el cociente respiratorio y cómo varía con el tipo de sustrato? COCIENTE RESPIRATORIO (CR) . Sí como sustratos respiratorios se oxidan por completo, sacarosa, fructosa, glucosa o almidón, el volumen de O 2 absorbido es igual al volumen de CO2 liberado, el cociente respiratorio es uno. Las semillas de cereales y de muchas legumbres tienen valores cercanos a uno, cuando se oxidan grasas y aceites durante la respiración, a menudo el cociente respiratorio es 0.70. Por ejemplo cuando se oxida el tripalmitato de glicerol: 2 C51H 98O6 + 145 O2
102 CO2 + 98 H2O
El CR es: 102/145 = 0.70 Si se oxida un sustrato más rico en oxígeno, el CR es mayor de 1, por ejemplo: la oxidación de ácido málico: C4H 6O5 + 3 O2
4 CO2 + 3 H2O
El CR es: 4/3 = 1,33 El cociente respiratorio de proteínas es cercano a 1,0. Conociendo los valores del cociente respiratorio, se puede obtener información del tipo de sustrato que es usado en la respiración.
6. ¿cómo se mide la intensidad respiratoria?
La intensidad respiratoria de un fruto depende de su grado de desarrollo y se mide como la cantidad de CO2 en miligramos que desprende un Kilogramo de fruta en una hora. A lo largo del .crecimiento se produce, en primer lugar, un incremento de la respiración, que va disminuyendo lentamente hasta el estado de maduración. En general, la velocidad de respiración, medida por la producción de dióxido de carbono o por el consumo de oxígeno, es una buena medida de la velocidad de metabolismo y sirve para predecir el almacenamiento de frutas y verduras. 7. ¿cómo usarías este método para estudiar la variación de la tasa respiratoria en una fruta climatérica y en una no climatérica?
Se usaría este método para determinar la variación de la tasa respiratoria sabiendo que en las frutas no climatéricas la tasa respiratoria es inversamente proporcional y mientras que en las frutas climatéricas la taza respiratoria es directamente proporcional
VIII.
Conclusiones
file:///E:/FISIOLGIA%20POSCOSECHA/intensidad%20respiratoria.pdf http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/respiracion/#cociente respiratorio http://www.fao.org/docrep/x5055s/x5055s02.htm
