Presentaciones exposicion

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Published on September 3, 2012

Author: lobezno81

Source: slideshare.net

PRESENTA Karla Leticia González García María Griselda Zambrano Zamarripa *

*ROMPIMIENTO DE CÉLULAS *¿Cuándo se usa? Cuando el producto de interés se encuentra en el interior de las células, en particular la mayoría de los componentes producidos por manipulación genética de bacterias que no segregan los productos al medio, pero que son precipitados en el interior de la célula.

* Susceptibilidad de la célula Características de estabilidad Velocidad del método Facilidad de separación de los restos celulares Coste del proceso *ELECCIÓN DEL MÉTODO DE ROTURA

*Al romper las células de los productos intracelulares, los objetivos son: 1.) Ruptura celular máxima para obtener la liberación completa de contenido celular. 2.) Evite desnaturalización de proteínas. 3.) Evitar la degradación térmica. 4.) Minimizar finos (partículas pequeñas) 5.) Minimizar la tasa de interrupción por el aumento de la tasa de molienda y / o reducir el número de pasadas.

*Este rompimiento se puede llevar a cabo por dos métodos: *Métodos No- Mecánicos *Métodos Mecánicos

Un abrasivo es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otros materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánico —triturado, molienda, corte, pulido. * Concepto de abrasivo:

LA AGITACIÓN CON ABRASIVOS En este método las células se rompen con la ayuda de perlas mecánicamente resistentes constituidos por vidrio, alúmina o compuestos de titanio, se agitan por un sistema de eje del agitador.

Es un método mecánico: por ejemplo Agitador por abrasivos con bolas de vidrio o molino de bolas y consiste: 1. Se utilizan un recipiente donde se agrega algún agente abrasivo, como bolas de vidrio. 2. El sistema se hace vibrar lo que produce: • Colisiones de las bolas con la biomasa • Fuertes esfuerzos de cortes • Se produce la ruptura de las células. 3. Posteriormente, se separan las bolitas y desechos celulares y se recupera el sobrenadante. *

MOLINOS DE BOLAS Los molinos de bolas a gran escala constan de: • Una cámara de molienda con perlas de vidrio (elemento activo de la molienda) • Un eje giratorio que posee: • Discos • Barras • Anillos que provocan el movimiento del contenido del molino.

MOLINO DE PERLA

Los discos, barras o anillos permiten solo el paso de las células a través de la cámara, no así el de las bolas. FUNCIÓN Mecanismo 1. Se produce un transporte de energía cinética desde el agitador a las bolas de vidrio. 2. Se forman diferentes perfiles de velocidad en el interior de la cámara. 3. Se generan fuertes esfuerzos de corte, junto con el hecho de aumentar la frecuencia y fuerza de las colisiones entre las bolitas y las células, lo que provoca la desintegración de éstas.

DESINTEGRACIÓN COMPLETA DE UNA CÉLULA Para determinar el contenido de proteínas total de una célula se debe realizar la desintegración total de ellas, para ello se utiliza la siguiente metodología:

1. Se adicionan 1 volumen de bolas de vidrio en un ependorf. 2. Se adiciona 1 volumen de las células a desintegrar (en forma de pasta) 3. Se adiciona 0.5 volumen de buffer 4. Se agitan fuertemente en un vortex, entre 2 y 5 minutos (controlando que no se caliente) 5. Se repite el punto 4 hasta asegurarse que no se rompen más las células) 6. Se separan los desechos de la solución y se analiza la concentración de proteínas.

* Alvarado, L. (2007). Biología Celular y Ruptura de una Celula. Universidad Centrooccidental, 23-35. Chavez, A. J. (5 de Agosto de 2005). Separacion de Procesos Biologicos. Obtenido de http://www.Separacion/procesos/Biologicos.rompiento.celular.com.mx222spdf Correa, L. (2005). Biología Celular y Ruptura Celular . Universidad de Ambota, 20-25. Gopalan, S. (3 de Abril de 2008). “EXTRACTION AND PURIFICATION OF HUMAN THERAPEUTIC PROTEINS” . Obtenido de http://digitallibrary.srmuniv.ac.in/dspace/bitstream/123456789/3294/1/4213.pdf Mowery, J. (6 de Febrero de 2005). PROTEIN PURIFICATION MANUAL . Obtenido de http://madisoncollege.edu/files/users/akkoenig/220_proteinLabManual3b-JP.pdf

26 de Agosto del 2013

Proteínas Las enzimas son catalizadores biológicos, es decir, proteínas y tienen la capacidad de acelerar ciertas reacciones químicas. Las proteínas son biomoleculas formadas básicamente por carbono, hidrogeno ,oxigeno y nitrógeno.

Precipitación de proteínas La precipitación es un método de concentración de proteínas como paso previo a un proceso de purificación. Cuando un factor modifica la interacción de la proteína con un disolvente provoca la precipitación.

Factores Cambios de pH. Alteraciones en la concentración. Agitación molecular o variaciones bruscas de temperatura. La solubilidad de las proteínas puede verse reducida hasta el punto de producirse su precipitación.

La precipitación de proteínas es obtenida por la adición de sales, inducida por el cambio de pH , potencial iónico, o por adición de solventes -ya sean orgánicos, inertes o polímeros.

Métodos de precipitación de proteínas Precipitación con sales Precipitación isoeléctrica Precipitación con solventes Precipitación con polímeros no iónicos

Precipitación por salado o “salting- out” La adición de sales elimina el agua de la proteína dejando las regiones hidrofobias en libertad de combinarse intermolecularmente

Precipitación isoeléctrica Es uno de los métodos más fáciles para la precipitación de proteínas se lleva a cabo ajustando el pH de la solución a uno cercano o igual al punto isoeléctrico de la proteína de interés; este proceso es llamado también precipitación por punto isoeléctrico. El punto isoeléctrico se alcanza cuando las cargas positivas y negativas presentes en la superficie de la proteína se neutralizan unas con otras.

Cuando esto sucede la repulsión electrostática con otras moléculas no ocurre, dando lugar a la atracción entre las moléculas de proteína disueltas y formando así un precipitado .

Precipitación con solventes Esta técnica se basa en la disminución de la solubilidad mediante la adición de un solvente orgánico ligeramente polar. El mecanismo de este método consiste en agregar a el agua un solvente orgánico (etanol o acetona) el cual produce agregados de moléculas proteicas que tienden a precipitar.

Selección del solvente El solvente debe ser completamente miscible en agua. No debe reaccionar con las proteínas. Debe ser un buen agente precipitante. Debe ser seguro (flamabilidad del solvente).

Precipitación con polímeros no iónicos La precipitación de proteínas también puede realizarse utilizando polímeros neutros como el polietilenglicol (PEG) en lugar de sales o solventes. Este método no está claramente establecido; sin embargo

Ogston y Laurent sugieren que los polímeros excluyen a las proteínas de parte de la solución y reducen la cantidad efectiva de agua disponible para su solvatación.

Referencias bibliográficas Roger, H. J. (1983). Bacterial cell structure. American society for microbiology. Recuperado el día 22 de agosto de 2013: http://www.biologia.edu.ar/microgeneral/micro-ianez/25_micro.htm. Hernández, J. (2000). Propiedades Químicas y Fisicoquímicas de las Proteínas. Recuperado el 22 de agosto de 2013, de http://www.scribd.com/doc/15958125/1-PROPIEDADES-QUIMICAS-Y- FISICOQUIMICAS-DE-LAS-PROTEINAS Badui, S. D. (2010) . Química de los alimentos 3ªed. Alambra Mexicana, México D.F: 2004.188-189 Reacciones de Precipitación. Recuperado el 23 de agosto de 2013, de http://www.iesjovellanos.com/archivos/04__PRECIPITACION.1244557151. pdf Contreras, G. (2011). Chemical_precipitation_diagram. Recuperado el 23 de agosto de 2013, de http://chemwiki.ucdavis.edu/@api/deki/files/4649/=Chemical_precipitation_ diagram.png

POR SU ATENCION GRACIAS

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE IRAPUATO EXT ABASOLO TRATAMIENTO ENZIMATICO

Integrantes : Pablo Ramírez Ramírez Sara Yasmin Guerra Rojas

Enzimas • Las enzimas son moléculas proteicas que controlan las reacciones bioquímicas. • Establecen procesos en movimiento y los aceleran. • Por eso se denominan biocatalizadores.

• Durante la transformación del material biológico, las enzimas no se consumen y, como consecuencia de ello, al final de la reacción la enzima se mantiene en su forma original.

• Las enzimas contienen componentes que no son aminoácidos, denominados cofactores. • Un ejemplo de cofactor es una vitamina. Sin dicha vitamina, algunas enzimas no son capaces de funcionar correctamente.

Tratamiento enzimático • El tratamiento enzimático consiste en agregar enzimas al sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas.

Pared celular • La pared celular es una capa rígida que se localiza en el exterior de la membrana plasmática en las células. • La pared celular se construye a partir de diversos materiales, dependiendo de la clase de organismo.

• En las plantas, la pared celular se compone de celulosa. • En las bacterias, la pared celular se compone de peptidoglicano.

• Los hongos presentan paredes celulares de quitina, y las algas tienen típicamente paredes construidas a partir de glicoproteínas y polisacáridos.

Ruptura Celular • El modo de acción del tratamiento enzimático es muy simple basta con agregar enzimas a una suspensión y se produce una reacción muy rápida la cual deteriora la pared celular.

• La reacción es selectiva y ataca a determinadas estructuras de la pared celular como son las glucanasa.

Ventajas • Es un método suave y selectivo. • Actúa en un amplio rango de temperatura y pH, siendo las condiciones ambientales las óptimas para su utilización.

Desventajas • Alto costo de la enzima lo hace difícil de utilizar a gran escala.

Bibliografía • Viral,C.,(2010). Enzimas. Recuperado el 20 de agosto del 2013 de: http://www.slideshare.net/CarlosAurelioVidal Cuevas/enzimas • Valle,R., (2009). Recuperado 20 de agosto del 2013 de: http://biorremediacion3bn.mx/2012/05/_28.h tml

Instituto Tecnológico Superior de Irapuato ITESI Concentración de enzimas por adsorción Presentan: Fonseca Meza Ana Cecilia Mosqueda Gutiérrez Claudia Alejandra Erick Rodolfo López Abasolo, Gto. a 28 de Agosto del 2013

En los últimos años, la biotecnología ha experimentado grandes avances y, paralelamente sus aplicaciones industriales . Los procesos catalizados por enzimas en la industria son cada día más numerosos, ya que presentan una serie de ventajas frente a los catalizadores convencionales no biológicos: • Presentan una gran actividad catalítica; • Muestran una gran especificidad de sustrato • Son muy activos a temperatura ambiente y presión atmosférica.

A pesar de estas claras ventajas, el empleo de enzimas no se ha generalizado en los procesos químicos industriales debido a que la mayoría de las enzimas no son estables en las condiciones de trabajo. Por otra parte al ser solubles en agua, su separación de los sustratos y productos es difícil, y por tanto, no se pueden reutilizar. Con la concentración de las enzimas se han podido superar estos últimos inconvenientes, permitiendo que el proceso biotecnológico sea económicamente rentable.

Concentración de enzimas La concentración de enzimas permite una mejora significativa de su estabilidad, lo que hace posible su empleo en la producción industrial de productos químicos, farmacéuticos, alimentos; en el tratamiento de residuos; en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, y otras muchas aplicaciones.

Se denomina una enzima concentrada es aquella que está físicamente localizada en una región definida del espacio, manteniendo su actividad catalítica y pudiendo ser usada repetida y continuamente en diversos proceso químicos.. La concentración permite la utilización de las enzimas en procesos continuos, lo que permite aumentar su productividad, ó bien para facilitar la separación del catalizador de sus productos, simplificando la etapa posterior de purificación.

En la actualidad, la industria requiere gran cantidad de enzimas con el fin de obtener productos con mejores características y menor costo. Por ello, la implementación de procedimientos que aumenten la estabilidad de las enzimas y permitan su reutilización ha sido por muchos años el objetivo de diversos laboratorios alrededor del mundo.

Este método de concentración fue el primero en desarrollarse y probablemente es el más simple de todos. En general es un tipo de concentración muy suave que no suele afectar la actividad de las enzimas. Enzimas concentradas en un soporte físico por adsorción, la región positiva de la proteína interactúa con el soporte negativo.

Concentración de enzimas por el método de adsorción El método de adsorción emplea soportes orgánicos o inorgánicos que presentan un adsorbente activo en los cuales, las enzimas son atraídas y retenidas por medio de interacciones iónicas o fuerzas débiles (puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas).

Este método consiste en poner en contacto la enzima en solución acuosa con un soporte adsorbente por un lapso de tiempo dado (2-48 h), para después lavar el soporte y eliminar la enzima que no fue concentrada. Presenta la ventaja de mantener intacta la actividad de la enzima, ya que la unión es débil y no afecta su conformación, sin embargo, esta característica hace que al mismo tiempo la unión sea reversible y sensible a cambios de pH y temperatura.

Soportes Son materiales utilizados para la concentración de las enzimas, estos difieren en tamaño, densidad, porosidad y forma, aunque generalmente nos los encontramos en forma de cilindro, hojas, fibras y esferas. Se debe procurar que la concentración incremente la afinidad por el sustrato, disminuya la inhibición y reduzca las posibles contaminaciones microbianas. Además el soporte debe tener resistencia mecánica adecuada a las condiciones de operación del reactor y ser fácilmente separable del medio líquido para que pueda ser reutilizado.

1. Soportes inorgánicos. Dentro de este grupo tenemos una gran variedad de soportes, que pueden ser: • Naturales (arcillas como la bentonita, piedra pómez, sílice, etc.) Los soportes pueden clasificarse en dos grandes grupos:

• Materiales manufacturados (óxidos de metales y vidrio de tamaño de poro controlado, vidrio no poroso, alúmina, cerámicas, gel de sílice, etc.)

2. Soportes orgánicos. Se pueden clasificar en: • Polímeros naturales: Celulosa, almidón, agar-agar, agarosa, alginatos, quitina, chitosan, colágeno, queratina, etc. • Polímeros sintéticos: Como el poliestireno, poliacrilatos, poliacrilamidas, polimetacrilatos, etc.

Los soportes orgánicos presentan: • Buena relación área/volumen • Muy flexibles en su configuración • Bajo costo en algunos casos (residuos orgánicos) Los soportes inorgánicos a su vez presentan: • Mayor resistencia • Mayor regenerabilidad • Propiedades físicas (ej. porosidad) controlables

Ejemplos de enzimas concentradas Proceso Enzima Soporte Producción de jarabes de fructosa a partir de glucosa Glucosa isomerasa -vidrio poroso Producción de leches y sueros deslactosados para uso alimenticio y productos dietéticos Lactasa -fibras de acetato de celulosa -Vidrio poroso activado

La concentración por adsorción es fácil de realizar y usualmente preserva la actividad catalítica de la enzima. Dichos métodos son, por lo tanto, atractivamente económicos, pero pueden presentar problemas como la liberación de enzimas cuando las interacciones son relativamente débiles. De igual forma es difícil encontrar condiciones bajo la cuales las enzimas permanecen enlazadas fuertemente y activas.

Los principales factores que influyen en la adsorción, son: 1. El pH del medio: controla el número y la naturaleza de las cargas que presenta la superficie de la proteína y del sólido; 2. La fuerza iónica: al aumentar la fuerza iónica se produce la desorción de la enzima, ya que los iones inorgánicos se unen con más fuerza al soporte que la proteína; 3. El diámetro de poro: debe ser aproximadamente dos veces el tamaño del eje mayor de la enzima; 4. La presencia de iones: que actúen como cofactores de la enzima, ya que pueden incrementar la carga enzimática.

Como principales ventajas de este método destacan: 1. Su preparación sencilla, 2. Su bajo coste, 3.No hay cambios de especificidad enzimática. Los inconvenientes de la adsorción son principalmente: 1. La optimización de las variables que controlan la adsorción, 2. Los derivados obtenidos son poco estables desde el punto de vista mecánico, 3. La unión al soporte es débil.

Algunas aplicaciones • MÉDICAS La colagenasa se utiliza para eliminar los tejidos muertos de heridas, quemaduras, úlceras, etc.; para acelerar el crecimiento de nuevos tejidos e injertos de piel, y también para inhibir el crecimiento de algunos microorganismos contaminantes. Esta enzima se pueden concentrar en celulosas o fibras que formarán parte del tejido de apósitos y vendas.

• INDUSTRIA ALIMENTARIA Enzimas que se emplean en la modificación del contenido proteico de los alimentos como la pepsina y la proteasa son concentradas en chitosan. La concentración de la amilasa, glucoamilasa y glucoisomerasa inmovilizadas, se consigue un jarabe enriquecido en fructosa, que sirve de edulcorante en bebidas refrescantes como la Coca-Cola o Pepsi. Con la pectinasa concentrada sobre diferentes soportes (PVC, poliéteres, poliacrilamidas, alúmina, etc.) se permite la obtención de un zumo menos viscoso y más concentrado.

Las Endo-ß-glucosidasas concentradas en esferas acrílicas permiten incrementar el aroma de vinos y zumos. Ciertas lipasas y protesas concentradas se están aplicando en la maduración de quesos. En la obtención industrial del ácido málico interviene la fumarasa de Brevibacterium flavum concentrada en alginato. Este es un aditivo importante para zumos de frutas, refrescos, mermeladas y dulces. También, las enzimas inmovilizadas permiten la obtención industrial de edulcorantes alimentarios.

• INDUSTRIA QUÍMICA Para la obtención industrial de acrilamida, compuesto ampliamente utilizado en la preparación de diferentes polímeros, aditivos y en el tratamiento del petróleo, se emplean enzimas capaces de convertir el acrilonitrilo en acrilamida, estas son concentradas en un gel de poliacrilamida. La obtención de productos de alto valor añadido es también un campo importante para la síntesis catalizada por enzimas concentradas. Como ejemplos podríamos citar la síntesis de péptidos, fragancias e insecticidas.

Bibliografía • Arroyo, M. (2003). Concentración de enzimas. Fundamentos, métodos y aplicaciones. Obtenido de Departamento de Bioquímica y Biología Molecular: http://www.fbioyf.unr.edu.ar/evirtual/pluginfile.php/5983/mod_resource/content/0/INMOVILIZA CION_DE_ENZIMAS.pdf • Castillo, F. (2009). Enzimología. Obtenido de http://books.google.com.mx/books?id=19ffPAm3E3kC&pg=PA306&lpg=PA306&dq=inmoviliza cion+de+enzimas+por+adsorcion&source=bl&ots=BPpjjl_PKL&sig=AEGFjZ3kvXnorVPLh3o2 F0qTDyc&hl=es&sa=X&ei=hJYWUrHtOIeU2QWy6oDwBA&ved=0CHAQ6AEwDA#v=onepag e&q=inmovilizacion%20de%20 • Raúl Fajardo, J. O. (Marzo de 2011). AQM Acta Química Mexicana. Obtenido de Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila: http://www.postgradoeinvestigacion.uadec.mx/AQM/No.%206/5.html#arriba • Arteaga, A. (7 de Marzo de 2006). Inmovilización de Enzimas. Recuperado el 22 de Agosto de 2013, de http://iqtma.cps.unizar.es/index.php?option=com_docman.pdf • Carrillo, N. (2008). Purificación y aislamiento de enzimas. Recuperado el 22 de Agosto de 2013, de http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/schmidth02/p arte04/02.html

Instituto Tecnológico Superior de Irapuato. Ext. Abasolo. Tema: Choque osmótico.

Integrantes: Gilberto Zavala Ríos. Luis Ovidio Rincón Medina. 26/08/13

Es un cambio repentino en el soluto de concentración alrededor de una célula , causando un rápido cambio en el movimiento del agua a través de su membrana celular.

Las células se hacen estallar al someterlas a un medio hipotónico, lo cual hace que la membrana no resista la presión osmótica. Puede ocasionar el daño a las membranas de algunas organelas.

No se recomienda porque en algunas organelas se lesiona la membrana. Es utilizado para el aislamiento: mitocondria y Cromosomas Mitóticos.

Resulta ser uno de los métodos más simples, debido a lo siguiente: • El estrés osmótico es generado cuando las células son situadas en medios híper/hipotónicos. • Las células se colocan en un volumen de agua 2 veces mayor que el volumen de células.

• Bajo estas condiciones las células se hinchan, debido a un simple flujo osmótico que se produce debido a que las células contienen solutos (los causantes del flujo osmótico de agua al interior de la célula). • Las células se hinchan y algunas llegan a reventarse. • Las células con paredes celulares son más difíciles de romper.

Inconvenientes del choque osmótico: • Muchos organismos resistentes al choque osmótico (solo para organismos Gram negativos). • Grandes volúmenes (400 L por 10Kg de pasta de células). • Alto número de pasos de centrifugación. • Necesidad de refrigeración.

La susceptibilidad de las células es relativa y depende fuertemente de su tipo. Los glóbulos rojos son fáciles de lisar. Las células vegetales son muchos más difíciles, dado que sus paredes contienen compuestos que son impermeables al flujo osmótico.

Una célula animal o vegetal tendrá tres posibilidades de reacción ante un fenómeno osmótico: Caso 1: Normal Caso 2: Turgencia Caso 3: Plasmólisis

Caso 1: Normal Si el medio extracelular tiene la misma concentración que el medio intracelular (isotónico) por lo tanto el movimiento del agua no tendrá ninguna dirección por lo que la célula permanecerá sin cambios.

Caso 2: Turgencia Si el medio que rodea a la célula tiene una concentración mayor con respecto al interior de la célula (hipertónica) la célula ganará el agua por ósmosis. Por lo que, como resultado neto final la célula se hinchará.

Caso 3: Plasmólisis En este caso el medio que rodea a la célula tiene menor concentración, por lo que el agua irá hacia el lugar de mayor concentración, es decir la célula perderá agua. Por lo tanto la célula se contraerá.

Bibliografía: • Alvarado, L. (2009). “Biología celular, centrifugación y electroforesis”. Recuperado el día 24 de agosto del 2013 de: http://www.javeriana.edu.co/Facultades/Cien cias/neurobioquimica/libros/celular/fracciona miento.htm • Mabel, L., Lopez, C., & Lozano, M. (2006). Fundamentos de criopreservación. Revista colombiana de Obstetricia y Cinecologia., 1- 10.

• Huerta, S. (2011). “Ruptura celular”. Recuperado el 20 de agosto del 2013 de: http://docencia.izt.uam.mx/sgpe/files/users /uami/sho/Ruptura_celular.pdf • Szabados, L. (2004). “Aislamiento, cultivos y regeneración de plantas”. Recuperado el día 20 de agosto del 2013 de: http://www.medigraphic.com/pdfs/bioquimi a/bq-2007/bqs071bu.pdf

"No hay oscuridad; sólo ignorancia". (William Shakespeare)

Centrifugación Integrantes: Cervantes Bocanegra Angélica Elizarraras Núñez Fernando 26 DE AGOSTO DEL 2013

 Aunque los análisis bioquímicos requieren la disgregación de la delicada anatomía de la célula, se han desarrollado métodos suaves de separación que preservan la función de los diversos componentes celulares, entre estos métodos se encuentra la centrifugación.

Centrifugación Movimiento rotatorio con una fuerza centrífuga de mayor intensidad que la gravedad. La centrifugación se basa en la sedimentación incrementada de partículas de densidad diferente a la del medio circundante cuando se someten a un campo de fuerza centrifuga.

Este campo se aplica en unos aparatos denominados centrífugas por medio de la rotación del rotor, a gran velocidad dentro de una cámara acorazada en la que puede estar la temperatura controlada (para evitar la degradación de muestras termosensibles).

Fuerza centrifuga  La fuerza centrifuga actúa en contra de la fuerza centrípeta empujando a un cuerpo hacia afuera.

Objetivo de la centrifugación  El objetivo principal es remover una cantidad importante de contaminantes del caldo biológico que pueden ser proteínas, ácidos nucleicos, toxinas y virus. Uno de los métodos más utilizados para la sedimentación de proteínas es el de la precipitación.

Centrifuga Es un rotor que gira a alta velocidad y que puede tener sus paredes laterales impermeables o perforadas.  Impermeables: Separación de suspensiones por sedimentación.  Perforadas: Separación por filtración.

Estas maquinas versátiles pueden usarse para tratar una variedad de alimentaciones, incluyendo levaduras, bacterias, antibióticos, enzimas, etc.

Aplicaciones  Separación de células de caldos biológicos  Remoción de desechos celulares de caldos de células que han sido sujetas a rompimiento  Separación de precipitados proteicos  Recuperación de productos insolubles

Ultracentrifugación Es la técnica de sedimentación mediante la cual, moléculas como las proteínas pueden sedimentarse mediante campos centrífugos elevados (superiores a 300 000 veces la fuerza de gravedad) generados mediante una centrífuga. En un primer paso se separan las proteínas hidrosolubles de las liposolubles mediante centrifugación:  Proteínas hidrosolubles: permanecen en solución en solventes acuosos y se pueden separar de la parte no soluble mediante centrifugación.

Velocidades de sedimentación La velocidad de sedimentación dependerá del tamaño y/o densidad de la partícula.  A baja velocidad sedimentan las partículas de mayor densidad.  A velocidad relativamente alta sedimentan las partículas de densidad media.  A velocidad muy alta sedimentan las partículas de menor densidad en este caso se incluyen las proteínas.

Tipos de centrifugas • Centrífugas discontinuas  De recipientes suspendidos • Centrífugas de flujo continuo:  De disco  De rotor tubular  De cestillo

Centrifugas discontinuas (retención de solidos)  Son discontinuas debido a que deben pararse periódicamente para extraerles los solidos acomodados; se usan principalmente cuando las concentraciones de solidos son bajas.

Centrifugas continuas (evacuación de solidos)  Las unidades de flujo continuo son mas fáciles de usar desde una perspectiva operacional, ya que nose espera la parada de centrifuga durante el procesado de una carga.

Centrifuga de disco El líquido en proceso es alimentado en forma continua desde el centro del rotor y distribuido hacia la periferia de este por medio del cono de distribución.  A alta velocidad de rotación, el líquido en proceso pasa a través de discos cónicos donde es separado por la fuerza centrífuga, en una fase sólida y otra líquida.

Centrifuga de cestillo • Canasta perforada cubierta con un medio filtrante que gira a altas velocidades. • Los sólidos se depositan sobre el medio filtrante y al final el liquido sale mas claro.

Centrifuga tubular  Las centrifugas tubulares (CT) consisten básicamente de un tubo vertical esbelto que gira a altas velocidades por la acción de un motor eléctrico.

Las CT pueden contar con un sistema de enfriamiento por lo que son empleadas en el manejo de caldos con enzimas. Durante la operación de la CT la suspensión es alimentada por la parte inferior y los sólidos sedimentan en la pared del tubo.

En las centrífugas decantadoras la suspensión es introducida a través de perforaciones por un tubo axial a la flecha del tornillo, al final de la sección cónica o de compresión de sólidos Los sólidos que se depositan en la pared son transportados y descargados continuamente por el extremo cónico. Centrifuga decantadora

Ventajas del centrifugado Las ventaja de las separaciones por centrifugación son:  Tienen pequeños tiempos de retención, desde fracción de segundos hasta segundos.  Limitan el tiempo de exposición de los componentes biológicos sensibles a las tensiones provocadas por el centrifugado.

Bibliografía  Perry, R., Green, D.(2001). Selección de procesos de separación bioquímica. Edición valdealty Editorial: Mc Graw Hill (pp. 22-91,22-92).  Flotteweg,A. (2011). Centrifuga de discos. Recuperado el 21 de Agosto del 2013 desde: http://www.flottweg.de/cms/upload/downloads/Spanis h/disc_stack_centrifuges_Spanish.pdf.  Martin, I., Salcedo, R. (2011). Operaciones de separacion solido-fluido. Recuperado el 20 de Agosto del 2013 desde:  http://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/20299/11/te ma5_operaciones%20separacion.pdf

 Operación unitaria de transferencia de materia basada en la disolución de uno o varios de los componentes de una mezcla (líquida) en un disolvente selectivo.

 La Tamización líquida consiste en poner una mezcla líquida en contacto con un segundo líquido miscible, que selectivamente extrae uno o más de los componentes de la mezcla.

 Se emplea en la refinación de aceites lubricantes y de disolventes, en la extracción de productos que contienen azufre y en la obtención de ceras parafínicas.

 El líquido que se emplea para extraer parte de la mezcla debe ser insoluble para los componentes primordiales.  Después de poner en contacto el disolvente y la mezcla se obtienen dos fases líquidas que reciben los nombres de extracto y refinado.

 El producto de la operación, rico en disolvente se llama extracto; el líquido residual de donde se separó el soluto es el refinado (Treybal,1988).

La extracción de un componente de una mezcla líquida mediante un disolvente presenta en ocasiones ventajas respecto a efectuar la separación por destilación:  Instalaciones más sencillas.  Posibilidad de separar componentes sensibles al calor sin necesidad de realizar una destilación al vacío.

 La selectividad del disolvente para componentes de naturaleza química similar permite separaciones de grupos de componentes, imposibles de lograr basándose sólo en el punto de ebullición. (Costa, J; 1988).

 Tamización liquida simple Esta formado por una unidad de extracción. En él, el disolvente y la alimentación se ponen juntos en las cantidades que se estimen convenientes y se separan las dos fases formadas.

 Tamización liquida continua El proceso se hace en un sistema cerrado en el que el disolvente de extracción se calienta en un matraz y los vapores del disolvente se hacen condensar en un refrigerante colocado sobre un tubo o cámara de extracción que contiene la disolución acuosa a extraer.

 Ontiveros, J. F. (28 de Abril de 2010). Extracción Liquido - Liquido. Recuperado el 23 de Agosto de 2013, de http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/jesusf/op3- 001ExtraccionFundamentos.pdf  Sánchez, S. A. (2 de Marzo de 2004). Procesos de separación I. Recuperado el 23 de Agosto de 2013, de Ingeniería Química UNAM: http://depa.fquim.unam.mx/procesos/PDF/ProcesosI.pdf  Saavedra, R. G. (12 de Diciembre de 2005). Extracción Liquido - Liquido. Recuperado el 24 de Agosto de 2013, de http://www.escet.urjc.es/~sop/documentacion/clases/de scargas/051211_extraccion.pdf  Costa, J. (8 de Septiembre de 2001). Introducción a los procesos de separación. Recuperado el 24 de Agosto de 2013, de http://procesosbio.wikispaces.com/Extracci%c3%B3n+liq uido-liquido.pdf

INGENIERIA AMBIENTAL LIOFILIZACIÓN PRESENTA: ADRIANA GRISELDA FERNÁNDEZ MARTÍNEZ JUANA ANGÉLICA ZAMARRIPA PÉREZ I.B.Q. ERICK RODOLFO LOPEZ ALMANZA ABASOLO, GTO. 28 DE AGOSTO 2013

INTRODUCCIÓN Las proteínas fueron algunas de las primeras biomoléculas a liofilizar, la necesidad de preparaciones a granel de las proteínas del plasma en la segunda guerra mundial fue una fuerza impulsora en el desarrollo de la liofilización como un proceso industrial.

Con la liofilización se puede acrecentar la estabilidad transformando el agua en hielo, fenómeno que disminuye la actividad enzimática, pero aún los fenómenos oxidativos continúan modificando las características del producto.

Aunque la congelación nos asegura una conservación de larga duración en la mayoría de los productos alterables, la provisión continua de frió es un problema técnico de muy difícil resolución.

La mejor solución es la eliminación total del agua contenida en la muestra , la desecación directa es impracticable por lo tanto se recurre al proceso de liofilización.

En 1943 el profesor Alexander Fleming le atribuyó formalmente el nombre de liofilización a éste proceso. Durante la Segunda Guerra Mundial la liofilización se desarrolló comercialmente al ser utilizada para conservar plasma sanguíneo, trabajo realizado por Greaves, y para la preparación de los primeros antibióticos de penicilina por Chain.

La liofilización, o secado por congelación, es un método para la conservación de materiales en una forma deshidratada, adecuada para las biomoléculas de alto valor, como las proteínas. El proceso consiste en la eliminación de agua a granel a partir de una solución de proteína congelada por sublimación con calentamiento suave.

Esto es seguido por calentamiento controlado a temperaturas más elevadas para la eliminación del agua restante a partir de la preparación de proteína. Si la operación de secado por congelación se lleva a cabo correctamente, la proteína conservará la totalidad o la mayor parte de su actividad biológica inicial en estado seco.

Se puede realizar en una muestra con el fin de: 1 -. Aumentar la estabilidad, reduciendo al mínimo el agua residual disponible en la muestra. 2 -. Reducir el volumen de la muestra facilitando de este modo una etapa de procesamiento adicional en un proceso de purificación. 3.-Requerir menos espacio de almacenamiento y permite almacenarse en condiciones ambientales.

4.-Simplificar el transporte del material de la proteína con una pérdida mínima. 5 -. Eliminar los componentes del disolvente para facilitar la reformulación.

• Empleo de temperaturas muy bajas. Circunstancia que permite aumentar la estabilidad del producto y disminuir la pérdida de sustancias volátiles. • Producto final liofilizado. • Contenido final de humedad < 0.5 %.

Inconvenientes: • Coste elevado de los equipos. • Consume energético elevado. • Proceso largo (24 h).

 Fernández, M. (2003). Liofilización. Recuperado el día 24 de agosto de 2013 de: httpshttps://www2.://www2.seguridad.comseguridad.com//edelweiss edelweiss//securesecure/cat2/cocina//cocina/alimenalimen//liofil.htm liofil.htm  Álvarez, M. (2009). Producción de Proteína y biomasa probiótica de lactobacillus casei liofilizadas a partir de suero de leche de cabra. Revista Mexicana de Ingeniería Química. Vol. 8, No. 1 67-76.  Martin, G., Liao, Y.,Brown, M. Investigación de la estabilización de la lisozima liofilizado y las propiedades físicas de las formulaciones Eur J Pharm Biopharm. 2004; 58 . :15-24

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