Bacterias

Métodos de cultivo continuo.
De los tres métodos usuales para el cultivo de microorganismos, batch, batch alimentado y continuo, es este último el que ofrece mayores posibilidades de control. Por sus características especiales permite controlar el proceso a un valor de velocidad específica de crecimiento () prefijado de manera muy simple. Este punto es de suma importancia ya que elcomportamiento de la mayoría de los microorganismos se ve afectado por el valor de  al que están creciendo. Por ejemplo, es común que a altos valores (cercanos a m) formen diversos productos, siendo la naturaleza de estos dependiente del microorganismo, mientras que a bajos valores de  no los formen.
Mediante el cultivo continuo es posible estudiar el efecto sobre el proceso de variables como PH,temperatura, concentración de nutrientes, etc., manteniendo constante el valor de , o bien, fijadas las anteriores, analizar el efecto de  sobre el proceso. De este modo es posible separar los distintos efectos y obtener información valiosa para la mejora del proceso.
Para poner en marcha un cultivo continuo, se realiza previamente un cultivo batch y en un momento dado, normalmente cuando se agota elsubstrato limitante, se comienza a alimentar el biorreactor con medio de cultivo fresco a un caudal F (Fig. 1).
Fig. 1
Mediante un rebalse se logra que el volumen del cultivo permanezca constante. El caudal de salida contendrá células, mientras que la concentración de nutrientes será menor que en el caudal de entrada debido a que en parte fueron consumidos por los microorganismos. Eventualmentese encontrará también algún producto(s) proveniente de la actividad metabólica de los microorganismos.
F, SR
X S
P
F , S , X , P
Método de cultivo discontinuo.
Otro modo de operar un biorreactor es empleando la técnica de batch alimentado (BA)
o fed batch. Esta técnica se define como un cultivo en batch donde se alimenta
continuamente medio nutritivo fresco o alguno de sus componentes. Siel nutriente que
se alimenta es el limitante del crecimiento, esta técnica permite controlar la velocidad
de crecimiento () del microorganismo.
El BA es particularmente útil en procesos en los que el crecimiento celular y/o la
formación de producto son sensibles a la concentración del sustrato limitante, es decir
cuando el rendimiento celular o la poductividad de la biomasa o del metabolitobuscado
se ven afectados. Así, este método se emplea cuando se quieren evitar fenómenos de
inhibición por sustrato y se requiere alcanzar una alta concentración de biomasa.
ESQUEMA
RESERVORIO BOMBA
BIORREACTOR
F(t)
SR(t)
VR = Vf - V0
V0, X0, S0
Vf, Xf
Donde F(t): caudal de alimentación
Sr(t):concentración de sustrato de la alimentación
Vf: volumen final de trabajo
Vo: volumen alinicio de la alimentación
Xo: concentración de biomasa al inicio de la alimentación
So: concentración de sustrato limitante al inicio de la alimentación
El cultivo BA se inicia a partir de un cultivo en batch, por lo que Vo, Xo y So son las
condiciones finales de dicho batch.
Es posible elegir distintas condiciones de alimentación, ya sea mediante el empleo de
caudales variables (F = F(t)), obien mediante la variación de la concentración de
sustrato limitante (Sr=Sr(t)). En el caso del Trabajo Práctico se utilizará el sistema más
simple, es decir F=cte y Sr=cte.
Grupos bacterianos relevantes
PROTEOBACTERIAS:
Fijadoras de Nitrógeno:
Las bacterias fijadoras de nitrógeno que se desarrollan de forma natural en el suelo, se conocen desde hace más de un siglo. Representan unbiofertilizante ecológico y se dividen en dos grandes grupos: Las simbióticas, específicas de las leguminosas, como el Rhizobium, y las libres, que viven en el suelo y no necesitan la planta para su reproducción, como el Azotobacter y el Azospirillum, entre los más importantes en agricultura.
El Azotobacter y el Azospirillum, en concentraciones adecuadas, pueden sustituir al nitrógeno químico (Urea,...