En los procesos comerciales la
fermentación se interrumpe al final de la fase
logarítmica (metabolitos primarios) o antes de
que comience la fase de muerte (metabolitos
secundarios).
Ventaja. Es un método clásico. Bien conocido.
Instalaciones simples
Desventaja. Mala utilización de los medios
materiales y humanos
En el inicio del cultivo, el medio estéril se
inocula con un volumen adecuado de
microorganismos y se permite que se lleve a
cabo la fermentación en condiciones óptimas. A
lo largo del proceso no se añade ningún
nutriente, solo el oxígeno.
Llega un momento, por lo tanto, en que los
nutrientes son limitantes para el crecimiento, por
lo que se dan las fases típicas de un cultivo
bacteriano.
FERMENTACIÓN ALIMENTADA
(FED-BATCH)
Una mejora del proceso cerrado discontinuo
es la fermentación alimentada que se utiliza
en la producción de sustancias como la
penicilina.
En los procesos alimentados, los sustratos se
añaden escalonadamente a medida que
progresa la fermentación.
La formación de muchos metabolitos
secundarios está sometida a represión
catabólica (efecto glucosa). Por esta razón
en el método alimentado los elementos
críticos de la solución de nutrientes se
añaden en pequeñas concentraciones al
principio de la fermentación y continúan
añadiéndose a pequeñas dosis durante la fase
de producción.
Ventaja. Es un método clásico. Bien
conocido. Instalaciones simples, mejora la
producción (metabolitos secundarios)
Desventaja. Mala utilización de los medios
materiales y humanos.
FERMENTACIÓN CONTINUA
En la fermentación continua se establece
un sistema abierto. La solución nutritiva estéril
se añade continuamente al biorreactor y una
cantidad equivalente del cultivo, con los
microorganismos, se saca simultáneamente del
sistema.
Consiste en mantener constante el
número de células y la concentración d sustrato
así siempre tenemos a las células en la misma
fase y en principio este cultivo es eterno en el
tiempo.
La fase estacionaria se consigue porque
dejan de existir los nutrientes o porque el
metabolismo de las células produce sustancias
tóxicas para ellas y por tanto dejan de crecer,
esto se evita con este cultivo. Vamos eliminando
sobrenadante de cultivo con el MO u el mismo
volumen que eliminamos lo añadimos del medio
de cultivo reciente, coman tenemos la
concentración de nutrientes prácticamente
constantes y eliminamos los tóxicos.
Los que eliminamos lo vamos
procesando para la extracción y purificación del
producto interesado, se usa menos que la
alimentada ya que este sistema no aguanta
mucho porque hay más posibilidades de que se
contaminé y de que se rompa la estabilidad del
fermentador.
Aunque muchas fermentaciones para la
producción de metabolitos funcionan bien como
procesos continuos, sólo unos pocos procesos
han resultado útiles para la aplicación práctica
por varias razones:
a.- Muchos métodos de laboratorio operan
continuamente durante solamente 20 a 200
horas; para que sea de utilidad industrial el
sistema debe ser estable durante al menos 500 a
1.000 horas.
b.- Mantener las condiciones estériles a escala
industrial a lo largo de un largo período de
tiempo es difícil.
c.- La composición de los sustratos debe ser
constante a fin de obtener una producción
máxima. La composición de las soluciones de
nutrientes industriales son variables (líquido de
maceración del maiz, peptona, etc.) lo que puede
originar cambios en la fisiología de la célula y
disminuir la productividad.
d.- Cuando se utilizan cepas de alto rendimiento
se producen mutantes degenerados, los cuales
