Cultivos discontinuos o batch Fermentaciones Industriales por Hector Massaguer

E n el caso de tratarse de cultivos fed – batch, los nutrientes críticos se añaden en baja cantidad al principio, pero continúan añadiéndose en dosis pequeñas a lo largo de todo el crecimiento, de manera escalonada.Este sistema se usa a menudo para la síntesis de metabolitos secundarios, la síntesis de los cuales está sometida a represión por el catabolito, o bien cuando el inóculo es problemático.

Sin embargo los cultivos discontinuos o batch son los más habituales. 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, salvo 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.
Considerando las cinéticas de producción del producto podemos clasificar en:
♦ Tipo I: el producto deriva directamente del catabolismo, pudiendo ser incluso la propia bacteria. El consumo de sustrato y el crecimiento, así como la formación del producto se dan prácticamente de manera simultánea. La trofofase y la idiofase se solapan. Este es el caso de la SCP o del etanol.
♦ Tipo II: El producto es producido también durante el metabolismo primario, pero deriva de una vía biosintética lateral dentro del metabolismo primario. El consumo de sustrato y la producción de producto están ligeramente separados.
En este tipo de fermentaciones, cuando se hacen de manera discontinua, se producen dos máximos. En un primer máximo se alcanza un elevado crecimiento y consumo de sustrato, pero la producción de producto es baja o nula. En el segundo máximo el crecimiento es menor y la velocidad de consumo del sustrato es elevada, así como la producción de producto. La trofofase y la idiofase existen en la fase de crecimiento celular, pero separadas la una de la otra. Es el caso del ácido cítrico y algunos aminoácidos.
♦ Tipo III: El producto deriva del metabolismo secundario. La trofofase y la idiofases están en tiempos totalmente separados y en fases diferentes de la curva de crecimiento.
Esta clasificación no puede ser aplicada a todas las fermentaciones. Según el metabolismo, la composición del medio y las características de la cepa usada, existen muchas formas intermedias, pero en cualquier caso, saber a cual es más similar la fermentación en cuestión permitirá determinar que cinética de entrada deberemos usar.