FUNDAMENTOS DE MICROBIOLOGIA

OBJETO DE ESTUDIO 2

La Microbiología es la ciencia encargada del estudio de los microorganismos, que son un grupo amplio y diverso de organismos microscópicos que existen como células aisladas. En general los microorganismos son capaces de realizar procesos vitales de crecimiento, generación de energía y reproducción, independientemente de otras células. Por lo que entendemos por crecimiento microbiano como el número de microorganismos a lo largo del tiempo. Por tanto no se refiere al crecimiento de un único microorganismo si no a un crecimiento demográfico de una población. Por lo que para esto nos centramos en el crecimiento de bacterias, aunque el estudio que se hace puede servir también para entender el crecimiento de levaduras y de otros microorganismos como los hongos por ejemplo. Lañez, E. (2005)

El crecimiento de una población resulta de la suma de los ciclos celulares de todos los individuos. Este crecimiento suele ser asincrónico puesto que cada microorganismo se encuentra en un punto diferente del ciclo celular. Las bacterias crecen siguiendo una progresión geométrica en la que el número de individuos se duplica al cabo de un tiempo denominado: tiempo de generación (t). De esta forma, podremos calcular el número de bacterias (N) al cabo de un número de generaciones (n) usando la ecuación siguiente:

N=No2n

Siendo el número de células No en el momento actual. El número de generaciones se puede calcular dividiendo el tiempo transcurrido entre el tiempo de generación. En relación al crecimiento bacteriano existen diferentes fases en las que se divide este crecimiento, las cuales se describen brevemente a continuación. Fase de adaptación: es el momento en el cual los microorganismos se adaptan al medio en el cual se encuentran. Fase exponencial: en ella la velocidad de crecimiento es máxima y se da el consumo de sustrato a una velocidad mayor. Fase estacionaria: en ella no se incrementa la cantidad de biomasa, se desarrolla un metabolismo diferente en el cual se producen metabolitos secundarios. Fase de muerte: en esta etapa se produce una reducción del número de células viables. Lañez, E. (2005)

Los diferentes parámetros de control del crecimiento bacteriano, se llevan a cabo en reactores donde a la velocidad de crecimiento de los microorganismos se le denomina tasa de crecimiento (µ) y se considera como la probabilidad de que una célula se divida en un tiempo determinad. A partir de esta tasa de crecimiento se puede hacer la relación con el rendimiento (Ys) de un microorganismo, este rendimiento consiste en evaluar la

cantidad de biomasa producida a partir de una cantidad de sustrato. Shuler, M.L., Kargi, F. (2002)

En cuanto a los sistemas utilizados para llevar a cabo la reproducción de microorganismos bajo condiciones específicas de temperatura, pH, actividad acuosa, presión, etc., se encuentran dos tipos de cultivos: cultivo en lote y cultivo en continuo. Un cultivo en lote se puede decir que contiene una fracción de células de un cultivo puro en un determinado volumen de medio de cultivo fresco, después de la incubación, se produce un incremento de la biomasa hasta un valor máximo denominado crecimiento total. Mientras que en el cultivo en continuo se hace una transferencia de medio de cultivo fresco contantemente además de retirar medio fermentado que contiene biomasa y una cantidad de sustrato no igual a la inicial. Sanchez, M. (2007)

Los factores a tener en cuanta y que es importante controlar en los diferentes cultivos son varios. Dependiendo del microorganismo a utilizar podemos mantener estables estas variables. Teniendo en cuanta que rangos fuera de control pueden dañar significativamente el proceso para la obtención de biomasa o algún producto derivado de las reacciones producidas por los microorganismos. Tales factores pueden ser: temperatura que al aumenta por encima de la temperatura optima del microorganismo puede llegar a producir lisis celular mediante la desestabilización de la membrana; pH, algunos microorganismos utilizan gradientes de concentración de protones para la producción de energía, pero al tener un descontrol de este factor se puede llegar a producir una auto esterilización debido a la desnaturalización de membranas esenciales para el metabolismo del microorganismo; actividad acuosa, cada microorganismo debe disponer de una cierta cantidad de agua para llevar a cabo el metabolismo, por lo cual una disminución de agua disponible puede llevar a el nulo crecimiento microbiano; otro factor es el potencial redox, que depende de la concentración de oxígeno disuelto además de otros factores como el pH, a ambiente oxidante, microorganismos con metabolismo fermentativo estricto no podrán crecer en este tipo de medios. Lañez, E. (2005)

Mario César Corral Escárcega

Bibliografía consultada

• Shuler, M.L., Kargi, F. 2002. Bioprocess engineering. Basic Concepts. 2nd Edition. Prentice Hall International. USA 553 p.

• Benjamin, L. 2008. Genes IX, Novena edición. Editorial Mc-GrawHill. México, DF. pp.: 408-417.

• Lañez, E. 2005. Sitio web para la consulta de Microbiología General. Licenciatura de Biología. Universidad de Granada. Granada, España. Consultado el 30 de Agosto de 2015. Disponible en: http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/12crecimiento.htm

• Sanchez, M. 2007. Diversidad microbiana y taxonomía. Universidad de Granada. Granada, España. Consultado el 29 de Agosto de 2015. Disponible en: http://www.diversidadmicrobiana.com/index.php?option=com_content&view=article&id=459&Itemid=531