¿Cómo se medirá experimentalmente el crecimiento de biomasa?
El problema de medir la biomasa en sistemas SSF
El primer paso experimental en el desarrollo de un modelo cinético es llevar a cabo una fermentación y trazar el contenido de biomasa del sustrato sólido de fermentación contra el tiempo. Sin embargo, esto inmediatamente plantea una dificultad experimental que no se enfrenta en los procesos típicos de SLF. Para medir el peso seco de la biomasa directamente, es necesario separar la biomasa de los sólidos. Muchos procesos SSF implican hongos filamentosos y, debido a la penetración del micelio en el sustrato sólido, a menudo es imposible eliminar la biomasa cuantitativamente a partir del sustrato, lo que significa que los métodos indirectos de medición de biomasa tienen que ser utilizados. Incluso en las fermentaciones que involucran organismos unicelulares, aunque puede ser posible suspender muchas de las células que se adhieren a la superficie de la partícula y dejar que el sedimento del material sólido, las mediciones sean probablemente inexactas. Incluso en fermentaciones que involucran organismos unicelulares, aunque puede ser posible suspender muchas de las células que se adhieren a la superficie de la partícula y dejar que el sedimento de material sólido, las mediciones sean probablemente inexactas
La dificultad de medir el peso seco de biomasa en SSF plantea la cuestión de si es realmente necesario utilizar el peso seco de la biomasa como indicador de crecimiento. De hecho, en SLF suele ser tan sencillo medir el peso seco de la biomasa que a menudo no se da a pensar si este es el mejor parámetro. Entonces, ¿por qué necesitamos medir el peso seco de la biomasa? Nuestro objetivo en escribir el sub-modelo cinético del modelo de biorreactor es escribir una ecuación que describe los cambios en una variable clave a la que podemos relacionar otros procesos clave que tienen importantes efectos sobre el rendimiento del fermentador como la producción de calor metabólico y el consumo de O2. Sin embargo, ¿esta variable tiene que ser el peso seco de la biomasa? ¿La producción de calor y el consumo de O2 están realmente relacionados con la cantidad de biomasa seca en el sistema? ¿O están relacionados con la cantidad de metabolización activa de biomasa en el sistema? Dado que normalmente estamos limitados a mediciones indirectas del crecimiento en SSF, ¿es realmente necesario convertir la medición indirecta en peso seco? La respuesta es que no, no es esencial escribir el sub-modelo cinético en términos del peso seco de la biomasa; Podemos utilizar cualquier parámetro relacionado con el crecimiento al que puedan vincularse los procesos importantes relacionados con el crecimiento. Por ejemplo, puede ser posible acoplar todas las actividades importantes relacionadas con el crecimiento a la cinética de respiración determinada experimentalmente.
Dicho esto, es importante señalar que muchos de los actuales modelos de biorreactores, de hecho, basan sus sub-modelos cinéticos en los cambios en el peso seco de la biomasa. Por lo tanto, se reconoce que las medidas indirectas del crecimiento se convertirán típicamente en estimaciones de la biomasa seca. El punto es que el enfoque presentado constantemente en nuestro blog no es la única posibilidad; Son posibles otros enfoques para modelar la cinética. Estos otros enfoques seguirán los principios generales en términos de mediciones de biomasa seca.