Biotecnología básica / John Bu'Lock, Bjorn Kristiansen.

CONTENIDO
PRIMERA PARTE. Fundamentos y principios
1. Introducción a la biotecnología básica 3
1.1 Qué es la biotecnología? 3
1.2 Operaciones biotecnológicas 4
1.3 Lo que pueden hacer las células 7
2. Bioquímica del crecimiento y metabolismo 11
2.1 Introducción 11
2.2 Catabolismo y energía 12
2.3 Vías catabólicas 14
2.4 Gluconeogénesis 28
2.5 Metabolismo energético en organismos aeróbicos 29
2.6 Producción de energía en sistemas anaeróbicos 32
2.7 Metabolismo anaerobio 35
2.8 Biosíntesis y crecimiento 39
3. Termodinámica del crecimiento 57
3.1 Introducción 58
3.2 Metodología de la termodinámica 59
3.3 Eficiencia del crecimiento microbiano 67
3.4 Enfoques bioquímicos hacia la energética del crecimiento 73
4. Cinética de los procesos microbianos 75
4.1 Introducción 75
4.2 Formulación de modelos matemáticos 77
4.3 Mecanismos de cinética básica 84
4.4 Ecuaciones de la velocidad cinética 87
4.5 Modelos de procesos de fermentación 103
4.6 Medida y cuantificación de los parámetros cinéticos 127
5. Fenómenos de transporte y diseño de biorreactores 133
5.1 Introducción 133
5.2 Vías físicas en los biorreactores 135
5.3 Correlaciones para KL de las velocidades de transferencia interpartícula 143
5.4 Velocidades de biorreacción intraparticular 151
5.5 Propiedades físicas de los medios de los biorreactores 154
5.6 Comportamiento de los biorreactores 158
5.7 Requerimiento de energía 166
5.8 Cambio de escala 169
6. Procesamiento de biotecnología 175
6.1 Introducción 175
6.2 Separación de las partículas 176
6.3 Desintegración de las células 181
6.4 Métodos de extracción 183
6.5 Métodos de concentración 184
6.6 Purificación y resolución de mezclas 189
6.7 Desecación 195
7. Esterilización y esterilidad 199
7.1 Introducción 199
7.2 Resistencia a la esterilización 200
7.3 Mecanismos de muerte 200
7.4 Determinación de la destrucción de los microorganismos 201
7.5 Determinación de las condiciones de esterilización 205
7.6 Métodos prácticos 208
7.7 Evaluación de la eficiencia de esterilización 215
8. Examen de microorganismos, selección y mejora de cepas 219
8.1 Introducción 219
8.2 Fuentes de microorganismos importantes industrialmente 220
8.3 Búsqueda de microorganismos 223
8.4 Mejora de cepas 233
9. Instrumentación 253
9.1 Introducción 253
9.2 Terminología 254
9.3 Control de los procesos 255
9.4 Control del flujo de aire 257
9.5 Medida de la potencia aplicada 258
9.6 Medida de la temperatura 260
9.7 Medidas reológicas 261
9.8 Control de la espuma 264
9.9 Sondas de pH 265
9.10 Sondas redox 266
9.11 Sondas de oxígeno disuelto 266
9.12 Sondas enzimáticas 270
9.13 Análisis de gas 274
9.14 Determinación de la concentración de células 279
SEGUNDA PARTE. Aplicaciones prácticas
10. La biomasa microbiana como fuente de proteína 285
10.1 Introducción 285
10.2 El proceso de SCP 287
10.3 Selección de los microorganismos 289
10.4 Substratos y procesos 293
10.5 Producción de SCP en la Unión Soviética 304
10.6 Nutrición y evaluación de seguridad 305
10.7 Economía y perspectivas futuras 306
11. Alcohol industrial 309
11.1 Introducción 309
11.2 Productos agrícolas para fermentación 310
11.3 Substratos específicos 312
11.4 Fermentación 320
1.5 Métodos de destilación 330
11.6 Procesamiento de los efluentes 333
12. Digestión anaerobia 337
12.1 Introducción 337
12.2 Bioquímica y microbiología de la digestión anaerobia 337
12.3 Tipos de digestores 341
12.4 Tipos de residuos para la digestión 345
12.5 Operación del digestor 347
12.6 Energía de los digestores 351
12.7 Economía 355
13. Acidos orgánicos y aminoácidos 359
13.1 Introducción 359
13.2 Acido cítrico 360
13.3 Acido glucómico 363
13.4 Acido itacónico 366
13.5 Acido 2-cetoglucónico 367
13.6 Acido eritórbico 368
13.7 Acido tartárico 369
13.8 Acido láctico 370
13.9 Acido acético y otros ácidos grasos volátiles obtenidos por fermentación anaerobia 372
13.10 Acido glutámico 374
13.11 Lisina 377
13.12 Acido L-aspártico 379
13.13 L-triptófano 381
13.14 D-arilglicinas 382
14. Las enzimas como productos obtenidos a gran escala 385
14.1 Introducción 385
14.2 Fuentes de organismos y desarrollo de cepas 390
14.3 Fermentación 394
14.4 Procesamiento y purificación 397
14.5 Ejemplos: producción de enzimas 398
14.6 Aplicaciones de las enzimas: ejemplos 401
14.7 Tendencias y perspectivas 403
15. La producción y purificación de enzimas finas 407
15.1 Introducción 407
15.2 Origen de las enzimas para fermentación 408
15.3 Extracción de enzimas intracelulares 409
15.4 Purificación preliminar (preparación para cromatografía en columna) 411
15.5 Métodos cromatográficos y otros métodos utilizados en la purificación final 413
15.6 Preparación de las enzimas para su almacenamiento durante tiempos largos 417
15.7 Pruebas, ensayos y especificaciones 418
15.8 Credenciales de la producción de enzimas 422
15.9 Condiciones para transporte de las enzimas 423
16. Producción de antibióticos 425
16.1 Introducción 425
16.2 Preparación del inóculo 431
16.3 Diseño de la planta de fermentación 433
16.4 Medios de producción 437
16.5 Etapa del inóculo 439
16.6 Etapa de producción 441
16.7 Buena práctica de producción 444
16.8 Economía de la producción de antibióticos 445
17. Polímeros microbianos 449
17.1 Introducción 449
17.2 Estructura y propiedades 450
17.3 Bioquímica y fisiología 452
17.4 Procesos de fermentación 456
18. Biotransformaciones 463
18.1 Introducción 463
18.2 El mundo de las transformaciones 464
18.3 Biotransformación del D-sorbitol a L-sorbosa 466
18.4 Transformaciones microbianas de esteroides y esteroles 468
18.5 Tecnología de la biotransformación 476
18.6 Modelos microbianos del metabolismo de mamíferos 479
18.7 Conclusión 481
19. La ingeniería genética y sus aplicaciones 483
19.1 Introducción 483
19.2 Clonación molecular 489
19.3 Algunos ejemplos de aplicaciones 498
19.4 Conclusión 506
20. Procesos y productos que dependen de las células animales cultivadas 509
20.1 Historia 509
20.2 Tipos de productos que pueden obtenerse a partir de las células animales cultivadas 510
20.3 Panorama de la metodología para la generación de productos 511
20.4 Sistemas de células creciendo en monocapas 514
20.5 Procesamiento (Downstream processing) 522
20.6 Células animales y bacterias manipuladas por ingeniería genética 523
21. Productos de células de plantas 525
21.1 Introducción 525
21.2 Naturaleza de los cultivos celulares 529
21.3 Crecimiento de células en masa y sistemas de producción 536
21.4 Productos obtenidos de cultivos de plantas 540
21.5 Conclusiones 544
Indice alfabético 545