Aula 10 Cintica microbiana

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Cinética Microbiana
Disciplina: Engenharia Bioquímica
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Métodos de avaliação de crescimento microbiano
Métodos diretos
Contagem ao microscópio;
Contagem com cultura;
Contagem eletrônica;
Métodos indiretos
Constituintes celulares;
Dosagem de elementos do meio (substrato, dO2 , propriedades reológicas)
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Métodos de avaliação de crescimento microbiano
Contagem em Câmara de Neubauer
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Métodos de avaliação de crescimento microbiano
Contagem de Células em placas
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Métodos de avaliação de crescimento microbiano
 Matéria seca;
 Medidas óticas.
Separação de células por filtração
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Métodos de avaliação de crescimento microbiano
Dosagem de componentes celulares
Nitrogênio
Proteínas
Método Kjeldahl
Método colorimétrico de Lowry
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Métodos de avaliação de crescimento microbiano
Medidas de compostos resultantes da atividade metabólica
Biomassa
Nutrientes disponíveis no meio de cultura
Quantifica a biomassa através de métodos que avaliam o desaparecimento do substrato
Análise de açúcares; consumo de O2; produção de CO2
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Obtenção de uma curva de crescimento microbiano
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Curva de crescimento microbiano
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Curva de crescimento microbiano
Fase exponencial ou logarítmica onde a velocidade específica de crescimento é constante e máxima;
µx = µm
Tempo de geração (tg)  intervalo de tempo necessário para dobrar o valor da concentração celular;
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Cinética dos processos fermentativos
Análise dos componentes de cultivo:
X
P
S
Concentração
Tempo
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Cinética dos processos fermentativos
Velocidades instantâneas de transformação
Crescimento,
Formação de biomassa
Consumo de substrato
Formação de produto
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Cinética dos processos fermentativos
Como calcular tais velocidades???
A
B
Fermentação alcoólica
S = açúcar 
X= biomassa
P = etanol
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Cinética dos processos fermentativos
Produtividade em biomassa
Velocidade média de crescimento referente ao tempo total de fermentação
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Cinética dos processos fermentativos
Produtividade do produto
Velocidade média de formação de produto referente ao tempo final de formação de produto
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Cinética dos processos fermentativos
Velocidades específicas de transformação
Velocidade específica de crescimento
Velocidade específica de consumo de substrato 
Velocidade específica de formação de produto
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Cinética dos processos fermentativos
Fatores de conversão
Substrato em células
Células em produto
Substrato em produto
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Cinética dos processos fermentativos
Considerando:
	Se tais fatores permanecerem constantes durante o cultivo, as três expressões de conversão podem ser aplicadas também no tempo final de fermentação, onde X=Xm, P=Pm e S=0;
Eliminando –se a grandeza Xo;
 Xo apresenta erros experimentais mais elevados do que Xm
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Cinética dos processos fermentativos
Substrato limitante
É o valor da sua concentração inicial S0 que definirá a concentração máxima de Xm da população microbiana;
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Cinética dos processos fermentativos
Fatores de conversão
	Dificilmente são observados valores constantes dos fatores de conversão;
	Embora dependam da espécie do MO, com relação a um determinado substrato; os demais componentes do meio também exercem influência sobre as conversões; 
Célula
substrato
Energia de oxidação
Para o crescimento; 
e
Para a manutenção; 
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Cinética dos processos fermentativos
Fatores de conversão
	Um determinado consumo de substrato (S0-S), não produzirá sempre um aumento proporcional da biomassa (X-X0); sendo que uma parcela de energia, proveniente do consumo, é destinada à manutenção das funções vitais do MO;	
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Cinética dos processos fermentativos
Fatores de conversão
	Balanço geral para a velocidade de consumo de substrato:
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Classificação dos processos fermentativos
Formação de produto diretamente relacionada ao
crescimento => formação de metabólitos primários (aa,
álcool, nucleotídeos)
Formação de produto parcialmente associado ao
crescimento=> formação de metabólitos secundários
(antibióticos, micotoxinas, biosurfactantes)
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Classificação dos processos fermentativos