CINÉTICA DE MUERTE 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 grafica 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.

No = número inicial de microorganismos viables. Entonces por ser una curva exponencial de primer orden, se puede aplicar la clásica ecuación de ARRHENIUS. 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/No = e -kt 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. Aquí también 4

N/No = 1-(1-e-kd)n PARA VARIOS CHOQUES: 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. Otro cambio……..

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.

Duración del tratamiento 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 Duración del tratamiento Número de viables 5 340.0 10 65.0 15 19.0 20 4.5 25 1.3

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

DONDE: Incremento de la temperatura Valores de respectivos de D

EJEMPLO: Para un microorganismo determinado el valor D104. 4 es 113 EJEMPLO: Para un microorganismo determinado el valor D104.4 es 113.0 min. y D121.1 es 2.3 min. Calcular el valor z.

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 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. Por ejemplo Para una reducción                                                         en la población microbiana de                      El valor F será igual a                                   90 %                                                       D                                   99 %                                                      2D                                  99.9 %                                                    3D                                 99.99 %                                                   4D

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 )

Valor F corresponde al tiempo equivalente (medido en minutos de tratamiento a 250ºF, o 121ºC) a todo el calor recibido considerando su capacidad de destruir microorganismos. Al valor de la integral del calor recibido se la denomina Fs. Cuando consideramos que el calentamiento es un proceso instantáneo, se puede calcular usando la siguiente fórmula:

Para medios de fermentación: Probabilidad aceptable de fallo en la esterilización puede ser de 0,001 (1 fallo de cada 1.000 preparaciones). Ejemplo: va a realizarse la esterilización de 100 litros de líquido de maceración de maíz, el nivel de contaminación es de 103 esporas viables/ ml, la contaminación biológica total será de 1017 esporas. Si la temperatura de procesamiento es de 121 °C y el valor D de las esporas del Bacillus contaminante a esta temperatura es de 3 min entonces

Fs=3min(log1017 -log103 ) Fs=3 X14 Fs=42 minutos No= 1017 esporas viables/ ml Nf= 103 esporas viables/ ml T= 121ºC D= 3 min Fs=3min(log1017 -log103 ) Fs=3 X14 Fs=42 minutos El tiempo de procesamiento requerido para tener una probabilidad de fallo de 0,001 es de un total de 14 x D = 42 minutos.

Si por alguna razón, por ejemplo, presencia de sustancias termolábiles, no es posible utilizar esta combinación de tiempo/temperatura, será posible encontrar un nuevo tiempo de procesamiento a partir de la ecuación anterior: t = 42 x 10(121-T )/z

Si la nueva temperatura es 131°C, ENTONCES F = 1,0 z = 10 t = 42 x10-1 =4,2 min nuevo tiempo de procesamiento En otras palabras si se eleva la temperatura de esterilización en 10°C, el tiempo de calentamiento debería disminuirse en 10 veces. EJEMPLO: Si el organismo contaminante más resistente es mucho menos resistente que el organismo resistente modelo, con un valor D de 1,2 min a 121 °C, entonces para llevar a cabo la letalidad equivalente a 121 °C. Fs = 1,2 (log 1017 - log 103) = 16,8 minutos

Bibliografía Hugo and Russell Pharmaceutical Microbiology; EDITED BY Stephen P Denyer et al. 7th edition 2004; capítulo 20 Ashutosh Kar; Pharmaceutical Microbiology; Copyright © 2008 New Age International (P) Ltd., Publishers; capítulo 7;ISBN (13) : 978-81-224-2867-4