Modelo cinético de crecimiento microbiano se puede definir como “la correlación verbal o matemática entre velocidades y concentración de reactantes/productos, los cuales son insertados en balances de materia y permiten la predicción del grado de conversión de sustratos y el rendimiento de productos individuales en otras otras condici condiciones ones de operació operación” n” es decir decir,, son modelo modelos s matemá matemátic ticos os que se emplean para determinar la cantidad de sustrato empleado en las reacciones biol biológi ógica cas s que que se prese present ntan an en la repro reprodu ducci cción ón de micr microor oorgan ganis ismo mos. s. Esto Estos s modelos son necesarios porque las reacciones metabólicas son muy compleas. E!isten cinco tipos de modelos y se describen a continuación. No estructu estructurado rado-No -No segregad segregado. o. Es el más simple de todos los modelos y considera y considera al microorganismo como un solo componente, o sea que no se toman en cuenta los componentes de la célula sino todo el sistema de forma int integra egral, l, éste éste es deno denomi mina nado do “bio “bioma masa sa”, ”, aqu" qu" las una cél célula ula medi media a es representativa de todo el cultivo. #on una versión muy simplificada del problema real real pero pero son son de util utilid idad ad al prop proporc orcio iona narr ecuac ecuacio ione nes s senc sencil illa las. s. Este Este tipo tipo de modelos se subdivide en dos grupos más$ %& Modelos no estructu cturad rados de movimiento nto. 'entro de est este tipo se encuent encuentran ran modelo modelos s que relaci relaciona onan n el crecimi crecimient ento o del microo microorgan rganism ismo o (nicamente con la propia concentración de biomasa )*ey de Maltus& y otros que +acen depender el crecimiento de la concentración de un sustrato, que suelen denominar “sustrato limitante” )Ecuación log"stica&. & Mode Modelo los s de cons consum umo o de sustr sustrat atos os y form formac ación ión de produ product ctos. os. -qu" -qu" se dete determ rmin ina a el coef coefic icie ient nte e de mant manteni enimi mien ento to el cual cual trat trata a de e!pl e!plic icar ar el consumo de sustrato para el mantenimiento de la biomasa en estado viable. Esto Esto es normal normalmen mente te aplica aplicable ble sólo sólo al sustra sustrato to emplea empleado do como como frente frente energética )generalmente a(cares&. ara poder plantear un modelo cinético no estructurado, donde se tenga en cuenta no sólo el crecimiento, sino también el consumo de sustratos y la formación de productos, es imprescindible tener datos e!perimentales en los que se analicen los sustratos, productos y biomasa a lo largo del tiempo. *os *os mode modelo los s no estruc estructu tura rado dos s se pued pueden en empl emplea earr (nic (nicam amen ente te cuan cuando do los los microorganismos no cambien se composición durante el crecimiento pues en caso contrario éste tipo de modelos no se acerca a lo que ocurre en realidad. Metaból Metabólico ico.. -qu" son consideradas las reacciones metabólicas de una forma simplificada donde sólo se toma en cuenta el sustrato carbonatado y el resto de la biomasa es indistinto, por ello se puede decir que también es un modelo no estruct estructurad urado. o. E!isten E!isten muc+os modelo modelos s de este tipo muy diferent diferentes es entre entre s" y
muc+os son para problemas espec"ficos, también +ay otros modelos más generales pero en todos se encuentran planteados con la presencia de la levadura Saccharomyces cerevisie. Este tipo de modelos son abordables tanto desde el punto de vista matemático como desde el punto de vista e!perimental, pues, como se +a visto, el n(mero de parámetros que presentan no es elevado y los productos o componentes clave que son necesarios analiar no suelen precisar de métodos de análisis complicados. Estructurado o de célula. En este caso se toman en cuenta los mecanismos metabólicos del sustrato nitrogenado y los esquemas de reacción son simplificados aunque s" se considera que la biomasa está formada por componentes que reaccionen entre s". Este tipo de modelo también se clasifica, a su ve, en dos$ %& Modelos compartimentados. *a consideración de los componentes internos de la biomasa no se realia de forma e!pl"cita. #e divide la biomasa en subunidades, compartimentos o bloques a las que se le asigna una función, pero que no representan a compuestos intracelulares espec"ficos. & Modelos de célula. Estos modelos proponen esquemas simplificados de reacción en los que los compuestos intracelulares aparecen e!pl"citamente en una serie de reacciones que puede ser más o menos complea. Químicamente estructurados. 'escriben el metabolismo como una red de reacciones empleando esquemas simplificados de reacción, como en los modelos metabólicos ya descritos. En definitiva, un modelo qu"micamente estructurado se formula por la unión de un modelo metabólico 0en el que se describe la producción del producto de interés teniendo en cuenta el sustrato carbonado dentro de la red simplificada de rutas metabólicas1, unto con el modelo de célula 0 que describe el crecimiento del microorganismo productor1. -unque teóricamente estos modelos tienen más ventaas que los anteriores no se cuenta con ninguno ya elaborado, los modelos más compleos ya elaborados son sólo los de modelo estructurado. Segregados. En este tipo de modelo se propone la e!istencia de más de un microorganismo en el medio de cultivo, puede ser que se trate de un cultivo puro para lo cual las células difieren en edad, a esto se le denomina modelos morfológicamente estructurados o bien, puede ser que se tenga un cultivo mi!to donde se tienen diferentes biomasas, a esto se le llama modelos no estructurados1 no segregados.
ara los +ongos, que tienen estructuras y formas de reproducción diferentes a las de los microorganismos se tienen también modelos cinéticos espec"ficos ya que los mencionados anteriormente se cumplen (nicamente para microorganismos unicelulares. Modelos de crecimiento de hongos filamentosos. *as células de los +ongos filamentosos están unidas en estructuras denominadas +ifas, estos elementos +ifales crecen sólo en las células situadas en los e!tremos de las +ifas, denominadas puntas o yemas, produciéndose nuevas yemas en células intermedias de la +ifa por un mecanismo denominado ramificación. or tanto los modelos cinéticos para el crecimiento de +ongos depende de la velocidad en que crecen las yemas o puntas y la frecuencia de ramificación de la +ifa. -s", mientras que el crecimiento de un microorganismo unicelular se caracteria por una velocidad espec"fica de crecimiento, para caracteriar el crecimiento de +ongos filamentosos se necesitan tanto la frecuencia de ramificación como la velocidad de e!tensión de la yema.
+ttp$//biblioteca.ucm.es/tesis/%223444/5/4/5446734%.pdf
