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Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE Ingeniería en Biotecnología Microbiología

Nombre: Mateo Taipe NRC: 5663 Fecha: 20189-01-18 Profesor: Andrés Izquierdo, Ph.D. Cinética de Muerte Microbiana La fase de MUERTE sigue una Cinética Exponencial y puede ser sometida a un tratamiento matemático similar al usado para el tratamiento matemático del crecimiento.

Por lo tanto una gráfica del logaritmo del número de células supervivientes a un tratamiento térmico realizado a una temperatura dada en función del tiempo de tratamiento, producirá una línea recta.

Entonces por ser una curva exponencial de primer orden, se puede aplicar la clásica ecuación de ARRHENIUS.

DONDE: No = número inicial de microorganismos viables. N = número de microorganismos viables al tiempo t. K = coeficiente que depende de la exposición y de la sensibilidad del microorganismo. Por lo tanto; cuando el descenso logarítmico es constante desde tiempo cero, la curva es una forma de cinética de: CHOQUE ÚNICO: N = e−kt N0 DONDE: No = población inicial, N = número de supervivientes después de la dosis o tiempo de tratamiento, t = dosis o tiempo de tratamiento y, k = constante de velocidad de muerte específica. PARA VARIOS CHOQUES: 𝑵 = 𝟏 − (𝟏 − 𝒆−𝒌𝒅 )𝑛 𝑵𝟎 n= es un número de extrapolación igual a la intersección sobre el eje N/No que da el número de «choques» requeridos para la letalidad. Esta línea recta nos indica que se destruye una proporción constante de microorganismos viables por unidad de tiempo.

Tiempo de reducción decimal o valor D: Tiempo en minutos para reducir 10 veces (o el 90%) el número de microorganismos de una población a una temperatura dada.

DONDE: N0= Número de células al inicio del tratamiento, NX= Número de células supervivientes después de un tratamiento, x= minutos a una determinada temperatura t. EJEMPLO: Determinar el valor del tiempo de reducción decimal a 116 º C (D116) de un microorganismo a partir de los siguientes datos de supervivencia al tratamiento

𝐷116 =

𝑥 𝑁0 log⁡( ⁄𝑁 ) 𝑥

𝐷116 =

20𝑚𝑖𝑛 log⁡(340⁄1.3)

𝐷116 = 8.27𝑚𝑖𝑛 El valor-Z es el cambio de temperatura que se requiere para modificar el valor D por un factor de 10.

Dónde: ∆(𝑡2 − 𝑡1 ) = 𝐼𝑛𝑐𝑟𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜⁡𝑑𝑒⁡𝑙𝑎⁡𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

𝐷𝑡1 , 𝐷𝑡2 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟𝑒𝑠⁡𝑟𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠⁡𝑑𝑒⁡𝐷 EJEMPLO: Para un microorganismo determinado el valor D104.4 es min. y D121.1 es 2.3 min. Calcular el valor z. 𝑧=

𝑧=

∆𝑡𝑒𝑚𝑝 𝐷 log⁡( 𝑡1⁄𝐷 ) 𝑡2

121.4 − 104.4 log⁡(113⁄2.3) 𝑧 = 9,9℃

Los valores D y z varían para cada microorganismo y para cada condición. Las esporas, por ejemplo, tienen valores D mucho más altos que las células vegetativas de los mismos microorganismos. Para poder determinar las condiciones en las que hacer un tratamiento térmico para destruir microorganismos es necesario dominar los conceptos de los valores D y z Unidad de letalidad relativa: Valor F: Es el tiempo que se requiere para causar una reducción específica de una población de microorganismos a una temperatura dada (min) o como múltiplo del valor D. Este tiempo se puede expresar en minutos o como un múltiplo del valor D. Valor F es el efecto letal de un minuto de calentamiento a la temperatura de 121 °C. La letalidad relativa puede ser expresada en términos de valores F basados en la relación: F = t x 10(T -121)/z DONDE: t = tiempo de aplicación del tratamiento letal, T = temperatura en °C y z = aumento de temperatura requerido para reducir el período de calentamiento en un 90 %(es decir el valor z ) Bibliografía Denyer, S. P., Hodges, N. A., Gorman, S. P., & Gilmore, B. F. (2011). Hugo and Russell's Pharmaceutical Microbiology: Wiley.