Dr. Cavalitto, Sebasti\u00e1n<\/p>\n
Dra. Luna, Flavia<\/p>\n
Biotecnolog\u00eda y alimentos Biotecnolog\u00eda, definici\u00f3n. Breve rese\u00f1a hist\u00f3rica. Productos y \u00e1reas de aplicaci\u00f3n. Impacto socioecon\u00f3mico. Estrategia de un proceso biotecnol\u00f3gico. Concepto de proceso fermentativo y biorreactor. Fermentaciones en medios l\u00edquidos y s\u00f3lidos. La Biotecnolog\u00eda en la industria de alimentos. Los microorganismos en Biotecnolog\u00eda Aislamiento y selecci\u00f3n de microorganismos. T\u00e9cnicas de conservaci\u00f3n y mejoramiento de microorganismos de inter\u00e9s industrial. Organismos recombinantes. Bacterias y hongos de inter\u00e9s en la industria de alimentos. Generalidades. Fisiolog\u00eda y metabolismo. Participaci\u00f3n de los microorganismos en la elaboraci\u00f3n de alimentos y como productores de insumos de la industria alimentaria. Generalidades, ejemplos. Estequiometr\u00eda y energ\u00e9tica del crecimiento microbiano Componentes fundamentales de un medio de cultivo. Fuente de carbono y energ\u00eda, fuente de nitr\u00f3geno. Rendimiento celular. Composici\u00f3n elemental de la biomasa microbiana, regularidades. Carbono-mol, definici\u00f3n. Balance macrosc\u00f3pico de carbono. Grado de reducci\u00f3n y grado de reducci\u00f3n generalizado, c\u00e1lculo, significado. Balance macrosc\u00f3pico de energ\u00eda. Aplicaci\u00f3n de la estequiometr\u00eda al an\u00e1lisis de un cultivo. Formaci\u00f3n de producto, criterios. Rendimientos m\u00e1ximos te\u00f3ricos, c\u00e1lculo y significado. Cultivos limitados por carbono y por energ\u00eda. Efecto de la naturaleza de la fuente de nitr\u00f3geno sobre el rendimiento celular. Balance de entalp\u00eda, c\u00e1lculo del calor producido en cultivos aerobios y anaerobios. Eficiencia energ\u00e9tica del crecimiento. Distribuci\u00f3n de la fuente de carbono y energ\u00eda en biomasa, producto y energ\u00eda. C\u00e1lculo, distintos m\u00e9todos. Rendimiento celular en base al ATP, YX\/ATP. Concepto. Generalidades. Relaci\u00f3n del YX\/ATP con el rendimiento macrosc\u00f3pico. Cin\u00e9tica del crecimiento microbiano Conceptos generales, velocidades volum\u00e9tricas y espec\u00edficas. Estudio de las cin\u00e9ticas, balances en fase l\u00edquida y gaseosa. Fase l\u00edquida: Sustrato limitante, concepto. Ecuaci\u00f3n de Monod. Constante de saturaci\u00f3n, significado, valores usuales. Velocidad espec\u00edfica m\u00e1xima de crecimiento, efecto del pH, temperatura y composici\u00f3n del medio de cultivo. Valores usuales. Inhibici\u00f3n del crecimiento, competitiva y no competitiva. Toxinas. Inhibici\u00f3n por sustrato y por producto. Expresiones cin\u00e9ticas. Ecuaciones de Tessier y de Cantois. Cin\u00e9tica de consumo de fuente de carbono y energ\u00eda. Ecuaci\u00f3n de Pirt. Coeficiente de mantenimiento y rendimiento verdadero. Significado. Valores usuales. Efecto de la temperatura y presi\u00f3n osm\u00f3tica sobre el mantenimiento. Variaci\u00f3n del rendimiento celular con la velocidad espec\u00edfica de crecimiento. Metabolismo end\u00f3geno, diferencia con mantenimiento. Ecuaci\u00f3n de Herbert. Modelo unificado. Crecimiento restricto, irrestricto, balanceado. Fase gaseosa: transferencia de ox\u00edgeno. Ley de Henry. Factores que afectan la solubilidad del ox\u00edgeno. Ecuaci\u00f3n de transferencia, coeficiente volum\u00e9trico de transferencia (KLa). KLa, y fuerza impulsora. Significado. Factores que afectan el KLa, agitaci\u00f3n, aireaci\u00f3n, viscosidad, etc. Valores de KLa en distintos sistemas. Valores necesarios para distintos tipos de microorganismos. Consumo de ox\u00edgeno, expresi\u00f3n cin\u00e9tica. Concepto de concentraci\u00f3n cr\u00edtica. Efecto de la limitaci\u00f3n de ox\u00edgeno sobre el crecimiento. Respuesta fisiol\u00f3gica de los microorganismos a la tensi\u00f3n de ox\u00edgeno disuelto. Sistemas de cultivo Batch (cultivo discontinuo o por lote). Fases de crecimiento, descripci\u00f3n, causas. Composici\u00f3n macromolecular. Modelo de Monod. Estimaci\u00f3n de los distintos par\u00e1metros. Modelos derivados, efecto de: mantenimiento celular, tiempo de retardo, inhibici\u00f3n por sustrato y por producto. Inhibidores competitivos y no competitivos, efecto sobre la cin\u00e9tica. Acumulaci\u00f3n de toxinas. Criterios para determinar la formaci\u00f3n de inhibidores. Efecto de la limitaci\u00f3n por ox\u00edgeno. Consecuencias. Aplicaciones del cultivo batch. Ventajas y limitaciones. Cultivo continuo. Esquema y generalidades. Velocidades de diluci\u00f3n cr\u00edtica, significado. Estado estacionario. Limitaci\u00f3n por fuente de carbono y energ\u00eda, y otros nutrientes, diferencias. Variaci\u00f3n de las velocidades espec\u00edficas con la velocidad de diluci\u00f3n. Casos particulares, ej.: Efecto Crabtree. Criterios para determinar la existencia de estado estacionario; tiempo de retenci\u00f3n, otros criterios. Efecto de inhibidores, distintos tipos. Inhibici\u00f3n por sustrato limitante. Estabilidad del estado estacionario. Limitaci\u00f3n por ox\u00edgeno. Efecto de las perturbaciones, estados transitorios. Efecto de crecimiento sobre pared, flotaci\u00f3n, etc. Cultivos mixtos. Posibilidad de coexistencia de dos especies. Aplicaci\u00f3n del cultivo contin\u00fao. Productividad. Ventajas y desventajas. Cultivo continuo con reciclo, y en dos etapas. Ventajas y aplicaciones. Batch alimentado (cultivo discontinuo alimentado). Balance de materia. Distintos tipos de alimentaci\u00f3n, criterios para dise\u00f1arla. Efecto del mantenimiento celular. Estado quasi-estacionario. Control de la alimentaci\u00f3n por ox\u00edgeno disuelto, pH, cociente respiratorio, etc. Aplicaciones. Obtenci\u00f3n de altas concentraciones celulares y de productos. Estrategia para distintas cin\u00e9ticas. Ejemplos. Nutrici\u00f3n microbiana y medios de cultivo Macro y micronutrientes, funci\u00f3n. Factores de crecimiento, funci\u00f3n. Fuentes de C y N usuales. Asimilaci\u00f3n de la fuente de N, regulaci\u00f3n. Fuentes de uso industrial. Asimilaci\u00f3n de S, P, K, Mg. Compuestos usuales, rendimientos. Micronutrientes, requerimientos, funciones. Disponibilidad. Agentes quelantes. Efectos causados por la deficiencia de micronutrientes. Factores de crecimiento, concentraciones usuales, efecto de la deficiencia. Actividad acuosa de los medios. Efecto sobre la velocidad espec\u00edfica de crecimiento. Estabilidad de los medios de cultivo. Reacciones durante la esterilizaci\u00f3n. Dise\u00f1o y optimizaci\u00f3n de medios de cultivo. Esterilizaci\u00f3n Conceptos b\u00e1sicos y definiciones. Cin\u00e9tica de esterilizaci\u00f3n. Determinaci\u00f3n experimental de la constante de velocidad espec\u00edfica de esterilizaci\u00f3n. Dependencia con la temperatura. Factor de reducci\u00f3n decimal “D”, factores “Q” y “Z”. Calor seco y calor h\u00famedo. Uso de vapor en la esterilizaci\u00f3n de medios de cultivo, biorreactores y l\u00edneas en general. Esterilizaci\u00f3n en batch. Criterios empleados a nivel industrial. Alternativas de esterilizaci\u00f3n. Perfiles t\u00e9rmicos. C\u00e1lculo del tiempo de retenci\u00f3n. Nivel de confianza en la esterilizaci\u00f3n. M\u00e9todo alternativo de c\u00e1lculo. Esterilizaci\u00f3n en continuo. Ventajas y desventajas. Equipamiento utilizado. Perfiles t\u00e9rmicos. Presencia de medios con s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n. Dise\u00f1o de un esterilizador continuo. Problemas relacionados con el mezclado imperfecto. Esterilizaci\u00f3n de fluidos por filtraci\u00f3n. Mecanismos de retenci\u00f3n de part\u00edculas. Filtraci\u00f3n de fluidos l\u00edquidos y gaseosos: medios de cultivo y aire est\u00e9ril para proceso. Filtros de membrana y cartuchos. Determinaci\u00f3n de la eficiencia de retenci\u00f3n de part\u00edculas. Evaluaci\u00f3n del filtro: m\u00e9todos destructivos y no destructivos. Materiales de construcci\u00f3n. Suministro de aire est\u00e9ril para uso en laboratorios de microbiolog\u00eda. Equipamiento. Dise\u00f1o de biorreactores Biorreactores: definici\u00f3n y clasificaci\u00f3n. Influencia del microorganismo, medio de cultivo, transferencia de ox\u00edgeno y suministro de potencia en el dise\u00f1o del biorreactor. Reactores ideales y reales. Criterios de dise\u00f1o. Consideraciones generales. Materiales de construcci\u00f3n. Siembra de biorreactores y toma de muestra a gran escala. Procesos fermentativos en medios l\u00edquidos: biorreactores con agitaci\u00f3n mec\u00e1nica y neum\u00e1tica. Biorreactores con agitaci\u00f3n mec\u00e1nica. Relaciones geom\u00e9tricas. Patrones de flujo. Requerimientos de potencia en sistemas con y sin suministro de aire, en fluidos con comportamiento newtoniano y no newtoniano. Biorreactores con agitaci\u00f3n neum\u00e1tica. Relaciones geom\u00e9tricas. Patrones de flujo. Suministro de potencia en fluidos con comportamientos newtoniano y no newtoniano. Procesos fermentativos en estado s\u00f3lido: biorreactores est\u00e1ticos y con agitaci\u00f3n mec\u00e1nica. Biorreactores est\u00e1ticos. Criterios de dise\u00f1o. Esterilizaci\u00f3n y siembra. Control de temperatura y humedad del sistema. Biorreactores con agitaci\u00f3n mec\u00e1nica. Caracter\u00edsticas generales. Esterilizaci\u00f3n y siembra. Control de temperatura y humedad del sistema. Instrumentaci\u00f3n y control de procesos fermentativos Conceptos b\u00e1sicos. Sistema de medida: elemento sensor primario; acondicionador de se\u00f1al; transmisi\u00f3n de se\u00f1al; analizador. Diferentes clases de sensores. Medidas on-line, in-line y off-line. Variables b\u00e1sicas para el monitoreo y control de procesos fermentativos. Control de procesos fermentativos, control feedback. Elemento final de control. Sistemas b\u00e1sicos de control. Control on\/off. Control proporcional-integral y derivativo (PID). Otras alternativas. Control supervisado por ordenador. Control inteligente. Recuperaci\u00f3n de productos Concepto de downstream processing. Etapas primarias de separaci\u00f3n: remoci\u00f3n de insolubles: centrifugaci\u00f3n, filtraci\u00f3n, sistemas de membranas. Ruptura celular: m\u00e9todos mec\u00e1nicos qu\u00edmicos y biol\u00f3gicos. Concentraci\u00f3n del producto: extracci\u00f3n, adsorci\u00f3n, evaporaci\u00f3n, ultrafiltraci\u00f3n, precipitaci\u00f3n. Procesos de purificaci\u00f3n de alta resoluci\u00f3n: cromatograf\u00eda de intercambio i\u00f3nico, hidrofobicidad, fase reversa, tamiz molecular, afinidad. M\u00e9todos electrofor\u00e9ticos. Operaciones de acabado. Cristalizaci\u00f3n, secado. Formulaciones de productos biol\u00f3gicos. Criterios de selecci\u00f3n del proceso de bioseparaci\u00f3n. Cambios de escala. Tratamiento de desechos Conceptos generales. Caracterizaci\u00f3n de aguas residuales. Determinaci\u00f3n de TOC, DBO, DQO, CQO. Biodegradabilidad. L\u00edmites m\u00e1ximos permitidos. An\u00e1lisis de los efectos contaminantes en aguas naturales. Envenenamiento. Contaminaci\u00f3n t\u00e9rmica. Modificaciones en el nivel de ox\u00edgeno disuelto. Eutroficaci\u00f3n. Mecanismos de auto-purificaci\u00f3n. Efluentes industriales. Caracterizaci\u00f3n, seg\u00fan distintos tipos de industrias. Muestreo. An\u00e1lisis. Redistribuci\u00f3n del flujo de aguas en planta. Estequiometr\u00eda y cin\u00e9tica del tratamiento. Digesti\u00f3n anaer\u00f3bica, nitrificaci\u00f3n y desnitrificaci\u00f3n. Tratamiento primario. Transferencia de ox\u00edgeno en procesos de depuraci\u00f3n aer\u00f3bica. Tratamiento biol\u00f3gico. Procesos avanzados. Procesos de nitrificaci\u00f3n y desnitrificaci\u00f3n. Eliminaci\u00f3n de f\u00f3sforo. Otros m\u00e9todos de tratamiento. Lagunas de estabilizaci\u00f3n. Sistemas de pel\u00edcula biol\u00f3gica. Medios de soporte. Lechos percoladores, par\u00e1metros de operaci\u00f3n. Procesos anaerobios. Mecanismo de la digesti\u00f3n anaer\u00f3bica. Procesos de tratamiento anaerobio. Digestores. Lechos anaer\u00f3bicos empacados. Procesos anaer\u00f3bicos de contacto. Reactores USAB. Par\u00e1metros de operaci\u00f3n. Biogas. Manipuleo y disposici\u00f3n de lodos. Tratamiento f\u00edsico-qu\u00edmico. Coagulaci\u00f3n y precipitaci\u00f3n. Filtraci\u00f3n. Intercambio i\u00f3nico. Oxidaci\u00f3n qu\u00edmica. Electrodi\u00e1lisis. Osmosis reversa. Clorinaci\u00f3n. Control y monitoreo del tratamiento de lodos activados y de procesos de digesti\u00f3n anaer\u00f3bica. Estrategias.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Fermentaciones Industriales Docente: Dr. Cavalitto, Sebasti\u00e1n Dra. Luna, Flavia Contenido: Biotecnolog\u00eda y alimentos Biotecnolog\u00eda, definici\u00f3n. Breve rese\u00f1a hist\u00f3rica. Productos y \u00e1reas de aplicaci\u00f3n. Impacto socioecon\u00f3mico. Estrategia de un proceso biotecnol\u00f3gico. Concepto de proceso fermentativo y biorreactor. Fermentaciones en medios l\u00edquidos y s\u00f3lidos. La Biotecnolog\u00eda en la industria de alimentos. Los microorganismos en Biotecnolog\u00eda Aislamiento y … Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/178"}],"collection":[{"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=178"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/178\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":204,"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/178\/revisions\/204"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/alimentos.biol.unlp.edu.ar\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=178"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}