¿Qué unidades se deben usar para la biomasa?
Una vez que se ha seleccionado un método de medición directo o indirecto, se utilizará para dar una estimación de la cantidad de biomasa en las muestras retiradas durante el transcurso de la fermentación, permitiendo la construcción de un perfil cinético. Sin embargo, queda una pregunta: «¿Qué unidades se utilizarán para expresar la concentración de biomasa en el perfil cinético?» La importancia de esta cuestión se hace evidente cuando se comprende que se han utilizado varias unidades diferentes para construir perfiles cinéticos en el pasado.
Gramos de biomasa o componente por gramo de muestra fresca. En este caso, la muestra se retira y se pesa directamente, midiendo la cantidad de biomasa o componente y dividiéndola por el peso fresco de la muestra (es decir, X / M);
Gramos de biomasa o componente por gramo de muestra seca. En este caso la muestra se retira, se seca en un horno a aproximadamente 50-70 ◦ C y después se pesa, después de lo cual se mide la biomasa o componente y se divide por el peso en seco de la muestra (es decir, X / D). Tenga en cuenta que si el método analítico utilizado se ve afectado negativamente por una etapa de secado, se puede dividir la muestra, determinándose el contenido de agua por secado de una submuestra fresca y la otra subunidad fresca que se utiliza para la determinación de la biomasa.
Gramos de biomasa o componente por gramo de muestra fresca inicial. En este caso la muestra se retira y se determina la cantidad de biomasa o componente. Para calcular el contenido de biomasa, la cantidad de biomasa se divide no por la masa de sólidos frescos en la muestra, sino por la masa de sólidos frescos presentes en el momento de la inoculación (es decir, X / Mo);
Gramos de biomasa o componente por gramo de sustrato seco inicial. En este caso la muestra se retira y se determina la cantidad de biomasa o componente. Para calcular el contenido de biomasa, la cantidad de biomasa se divide no por la masa de sólidos secos en la muestra, sino por la masa de sólidos secos presentes en el momento de la inoculación (es decir, X / Do).
Por supuesto, si se dispone de datos suficientes sobre cómo el contenido de agua y los sólidos secos totales varían durante la fermentación, es posible calcular la concentración de biomasa en cualquiera de las unidades anteriores. Es fácil obtener suficientes datos para hacer esto en experimentos de laboratorio, pero no es tan fácil dentro de un biorreactor con tanque de acero inoxidable.
Entonces, ¿cuál es el conjunto de unidades más apropiado para usar en el análisis cinético? Esta pregunta se abordará más adelante después de considerar las consecuencias de usar cada conjunto de unidades.
Gramos de biomasa por gramo de muestra fresca
Expresar la concentración de biomasa por gramo de muestra fresca (CXM) significa que el denominador depende de los cambios en tres factores, la masa de la biomasa (X), la masa del substrato seco residual (S) y la masa de agua (W):
La suma de X y S es la masa total de sólidos secos (D). La suma de los sólidos secos y el agua da la masa total de los sólidos húmedos (M). Un contenido de biomasa expresado en estos términos no sólo estará influenciado por el consumo de materia seca, sino que también estará influenciado por cambios en el contenido de agua del sustrato, estos cambios se derivan de la producción metabólica de agua y la evaporación. En el extremo, incluso si el organismo no está creciendo ni consumiendo sustrato, CXM puede aumentar debido a la evaporación del agua del sustrato.