Quantifica

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Quantificação da cinética de crescimento
Construção de modelos para representar o
crescimento
Dificuldade estrutura e segregação das
células Os modelos podem ser Estruturados e
segregados Estruturados e não segregados Não-estru
turados e segregados Não-estruturados e não
segregados
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Modelos não-estruturados e não segregados para a
velocidade específica de crescimento

• Crescimento limitado pelo substrato
• Assume que apenas uma espécie química, o
  substrato, é o limitador da velocidade de
  crescimento (cinética de saturação), ou seja,
  mudanças nas concentrações de outros nutrientes
  não tem efeito sobre o crescimento.

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Semelhante à cinética de Michaelis-Menten para
reações enzimáticas, a cinética de crescimento
pode ser descrita pela equação de Monod
Obs. Modelo não leva em consideração o efeito
inibidor por substrato, produto ou compostos
tóxicos.
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Efeito da concentração de nutriente sobre a
velocidade específica de crescimento de E. coli
(Stanier et al., 1986).
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• Para S gtgt KS
• Para demais
• valores de S
• Para S ltlt KS

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Outros modelos
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2. Crescimento com inibição

• 2.1 Inibição pelo substrato

Para S ltlt KI,S (?)
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A inibição pelo substrato também pode ser
competitiva ou não competitiva, a exemplo da
inibição enzimática.
Para inibição competitiva
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Para inibição não competitiva
Para KS ltlt KI,S
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• 2.2 Inibição pelo produto

Para inibição competitiva
Para inibição não competitiva
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• 2.3 Inibição por compostos tóxicos

Para inibição competitiva
Para inibição não competitiva
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Para inibição acompetitiva
Em alguns casos os compostos inibidores podem
inativar ou mesmo matar as células. Assim, a
expressão para a velocidade específica de
crescimento quando ocorre morte é
Onde kd é a constante de velocidade de morte
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Exercício 1

• Uma fermentação descontínua, com uma bactéria
  aeróbia crescendo em metanol, forneceu os
  seguintes resultados

Tempo (h) X (g/L) S (g/L)
0 0,20 9,23
2 0,211 9,21
4 0,305 9,07
8 0,98 8,03
10 1,77 6,80
12 3,20 4,60
14 5,60 0,92
16 6,15 0,077
18 6,20 0
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• Calcular
• Velocidade específica de crescimento máxima (µm)
• Fator de conversão de substrato em célula (YX/S)
• O tempo de duplicação da massa celular (tg)
• Constante de saturação (KS)
• Velocidade específica de crescimento no tempo
  igual a 10h

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Exercício 2

• O crescimento de uma população microbiana é uma
  função do pH e é dado pela seguinte equação

• a. Com um dado conjunto de dados experimentais (X
  e S em função do tempo) descreva como se poderia
  determinar as constantes µm, KS e k1
• b. Como seria a variação do duplo recíproco (1/µ
  em função de 1/S) com o pH (ou concentração de
  H)?