Requerimiento de oxígeno
En los microorganismos aerobios la obtención de energía está ligada a la presencia de oxígeno.
En efecto, éste es aceptor final de los electrones provenientes de la cadena de citocromos donde se genera abundante ATP (adenosina trifosfato).
Las moléculas de ATP aportarán luego la energía necesaria para las reacciones de síntesis con las que el organismo se «fabricará» a sí mismo, y la requerida para el mantenimiento celular.
Por analogía con la ecuación
se puede expresar la velocidad de consumo de oxígeno (ro2) como:
donde mo es el coeficiente de mantenimiento en base al 0 2 e Y’x/o es el rendimiento, en base al 02 consumido, que se obtendría cuando m o = 0.
Dividiendo ambos miembros de la ecuación anterior por x, se obtiene:
donde qo2 es la velocidad específica de consumo de 02. En un cultivo en medio líquido los microorganismos utilizan substancialmente el 0 2 que está disuelto, y el valor de qo2 depende de cual sea esta concentración.
Por es el sustrato limitante, se suele representar esta dependencia como:
donde C es la concentración de 02 disuelto, K o es la constante de saturación y qo2 m es la velocidad específica máxima de consumo de 0 2 , la cual se obtiene cuando C » Ko.
En la práctica se utiliza principalmente el concepto de concentración crítica
de oxígeno disuelto, Cc, entendiéndose por tal al valor por encima del cual
qo2 es independiente de la concentración de 02 disuelto y por lo tanto el crecimiento no está limitado por oxígeno.
En estas condiciones el valor q o2 depende de cuál sea el valor se p, el cual será función del sustrato que limita el crecimiento. Si la concentración de éste es saturante, será u = um, yqo2 = qo2m.
Los valores de Cc para la mayoría de los organismos están en el orden de 0.1
a 1 mg l -1, valores relativamente bajos si se compara con el de la solubilidad del 02, que a 30 °C y 0.21 atmósferas en medios acuosos diluídos es de 7.8 mg l -1.
Esto podría conducir al error de suponer que no constituye un problema satisfacer los requerimientos de 0 2 en los cultivos, pero el siguiente ejemplo demostrará todo lo contrario.
Supongamos que tenemos una concentración celular de 10 g l -1 creciendo activamente en un medio de cultivo con un valor de p = 0.15 h -1 . Suponiendo
que mo = 2.6 mg g-1 h-1 , Yx/o=1 g g-1 y que inicialmente es C = 7.8 mg l-1,
calcular el tiempo transcurrido hasta que la concentración de 0 2 se hace crítica e igual a 0.5 mg l-1.
La velocidad de crecimiento será (ec. 18)
Fuente: Apuntes de Microbiología Industrial del Programa Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico de la OEA
