Medición de concentración celular

CINÉTICA MICROBIANA

Concentración celular
La determinación de la concentración celular, x, se hace de diversas maneras, dependiendo de las características físicas de los microorganismos, principalmente su tamaño. El crecimiento celular se determina midiendo el número de células o la masa celular. El número de células se puede medir en organismos unicelulares (bacterias, levaduras) utilizandoun microscopio; se considera que este es un método barato y rápido, para ciertos tamaños de células pero la desventaja de que no se obtiene información acerca de células pero con la desventaja d que no se obtiene información acerca del estado de las células (vivas o muertas). Otro procedimiento es “plantear” o sea colocar un volumen pequeño de cultivo en una caja de Petri con agar (medionutriente) e incubarlo a una determinada temperatura durante un tiempo fijo; el resultado que es el número total de células vivas se obtiene midiendo el tiempo fijo; el resultado que es el número de células vivas se obtiene contando el número de colonias y multiplicando por la dilución que se haya hecho. El método más empleado para medir el crecimiento en bacteria y levaduras es por nefalometría(dispersión de la luz) o mediante un medidor Coulter-counter. Ambos métodos dan buenos resultados y permiten trabajar con soluciones diluidas.
Para microorganismos miceliales la masa celular se determina midiendo el peso seco. La técnica es la siguiente: se centrífuga o filtra con un filtro millipore una muestra, se lava ésta cuidadosamente con agua o buffer y se pone a secar a 105°C y al vacío, de 6 a 18h hasta alcanzar peso constante. Otro método consiste en centrifugar la muestra en condiciones fijas de tiempo y revoluciones por minuto y en medir el volumen del sólido; esta es una técnica de uso y práctica industrial.
Tiempo de duplicación
Se integra, la siguiente ecuación entre los límites siguientes:
x3x2dxdt=0tdμdt
Donde:
x2=2x1
td=tiempo de duplicación
La ecuación es de importanciabiológica pues si se tabulan los tiempos de duplicación máximos para bacterias, levaduras, mohos y protozoarios, se observa que estos tiempos se agrupan, siendo las bacterias las que tienen un td menor y los protozoarios una mucho mayor. En la figura 2.4a se observa la existencia de translape, de lo que se deduce que un organismo unicelular crece no necesariamente más aprisa que uno micelial.Como se explicó, las condiciones ambientales tienen una gran influencia en el crecimiento microbiano, de manera que μ=fT, pH, naturaleza y composición de nutrientes, fuerza iónica, etc..

Efectos de la temperatura sobre el crecimiento bacteriano
La temperatura afecta el crecimiento de manera notable, principalmente porque los microorganismos de una especie dada sólo pueden crecer en un rangorestringido de temperatura. La figura 2.4b muestra cómo pueden clasificar los organismos de acuerdo con la temperatura. Los psicrófilos presentan un rango de 5°C a 15°C, los mesófilos de 25° y 40°C y los temófilos de 45° a 60°C pero se han reportado casos de hasta 94°C. Los organismos termófilos tienen gran potencial de utilización pues la alta temperatura permite una mejor transferencia de calor,velocidades de reacción mayores y menor posibilidad de contaminación. La mayor parte de los microorganismos que se usan actualmente pertenecen al grupo de los mesófilos.
La dependencia de la velocidad específica de crecimiento respecto a la temperatura puede expresarse como una ecuación del tipo de Arrhenius:
μ=Ae-EaRT
donde Ea es la energía de activación (cal/mol) y A es una constante. Si segráfica logμ versus 1T se debe obtener una línea recta cuya pendiente es -Ea/2.3R. De esa forma se ha obtenido energías de activación para diferentes organismos (no debe olvidarse que la ecuación anterior sólo es válida con el rango de temperatura indicado). La tabla 2.4 da algunos valores de Ea; nótese que para los mesófilos es de alrededor de 13 000 cal/mol.
La temperatura también afecta el...