Biorreactor

BIORREACTORES

El biorreactor, es sin duda, uno de los equipos fundamentales de la microbiología industrial. Es el recipiente donde se realiza el cultivo, y su diseño debe ser tal que asegure un ambiente uniforme y adecuado para los microorganismos.

Las "tareas" que realiza el biorreactor pueden resumirse del siguiente modo:

a) Mantener las células uniformemente distribuidas en todo elvolumen de cultivo a fin de prevenir la sedimentación o la flotación.
b) Mantener constante y homogénea la temperatura.
c) Minimizar los gradientes de concentración de nutrientes.
d) Suministrar oxígeno a una velocidad tal que satisfaga el consumo
e) El diseño debe ser tal que permita mantener el cultivo puro; una vez que todo el sistema ha sido esterilizado y posteriormente sembrado con elmicroorganismo deseado.

Para satisfacer los cuatro primeros puntos es necesario que el biorreactor esté provisto de un sistema de agitación, a demás para el punto d) se requiere de un sistema que inyecte aire en el cultivo.

BIORREACTORES Y TIPOS DE CULTIVO
Los sistemas biológicos que determinan el metabolismo celular de cultivo y el modo procesal-biológico del sistema son:
Células ymicroorganismos anaeróbicos
Bacterias en su gran mayoría, son microorganismos de metabolismo degradativo (catabólico); generalmente unicelulares, estos microorganismos son autónomos y nutricionalmente independientes (autótrofos); sus células (cuerpos) no respiran (no utilizan la glucólisis para la respiración celular), en cambio, utilizan vías alternas, donde una molécula orgánica, producida durante elproceso metabólico (catabolismo), es utilizada como aceptor de electrones, en un proceso bioquímico conocido como respiración oxidativa; esta molécula es reducida a producto orgánico en un proceso comúnmente denominado fermentación.
Células y microorganismos facultativos
Son ambivalentes, tienen la capacidad de vivir o sobrevivir entre ambientes: aeróbico y anaeróbico; son microorganismos demetabolismo mixto por lo que, pueden tanto degradar (catabolismo) como construir (anabolismo) materia orgánica, a partir de diferentes sustratos, tanto orgánicos como inorgánicos. Pese a su versatilidad, sus mayores representantes son microorganismos que presentan relaciones parásitas o simbiontes tales como: hongos y levaduras, por lo que no son muy extensos.
Células y microorganismos aeróbicosPertenecen en su mayoría al Reino Eucariota – pero también los hay procariota – son microorganismos y células que respiran (utilizan la glucólisis como forma de respiración celular); por lo que su metabolismo es constructivo y deben obtener sus nutrientes de diferentes fuentes. Sus principales grupos están representados por: bacterias y microorganismos aeróbicos, plantas y animales; cuyas células sepuedan cultivar en suspensiones celulares o bien, en diferentes arreglos artificiales o modificadas.
A continuación, algunos de los posibles sistemas de cultivo que se pueden realizar y el tipo de biorreactor asociado a cada uno:
Cultivos Microbianos Anaeróbicos - Fermentador Bacterial (CO2)
Los microorganismos de metabolismo anaeróbico son los más simples de todos, tan solo necesitan de unmedio de cultivo adecuado, agitación vigorosa y cierta cantidad de CO2 disuelto (COD) para crecer y multiplicarse.
Cultivos Microbianos Facultativos – Fermentador Bacterial
Los microorganismos facultativos toleran la presencia oxígeno en bajas concentraciones y además de un sustrato adecuado, sólo requieren agitación moderada y un medio de cultivo para crecer y desarrollarse.
Cultivos MicrobianosAeróbicos – Fermentador Bacterial (O2)
Los microorganismos aeróbicos necesariamente requieren la presencia de oxígeno disuelto (OD) para sobrevivir; además, agitación moderada y un medio de cultivo rico en nutrientes para poder crecer y desarrollarse.
Cultivos Celulares Aeróbicos y Facultativos – Fermentador Micótico (CO2)
Los cultivos celulares se diferencian de los bacteriales en que no son...