Métodos de Cuantificación y Dinámica del Crecimiento Microbiano

Métodos de Cuantificación de la Biomasa

Recuento en microscopio

Se puede determinar el número de células por unidad de volumen observando al microscopio una muestra representativa del cultivo, utilizando las denominadas cámaras de Petroff-Hausser.

Medida del peso seco de células

Una alícuota de cultivo se centrifuga y el pellet obtenido, una vez lavado, se seca en estufa y se pesa.

Medida de la turbidez

La concentración de células es proporcional a la cantidad de luz que es capaz de absorber. Se utiliza el espectrofotómetro, normalmente con medidas entre 600-700 nm. Es un método rápido de manipulación sencilla.

Fases del Crecimiento Microbiano

• LATENCIA (Fase Lag): No hay incremento en el número de células; es un proceso de adaptación del inóculo al medio. Es tanto más largo cuanto más distintas son las nuevas condiciones en las que las células deben crecer respecto a las que tenían originalmente.
• CRECIMIENTO EXPONENCIAL (Fase Log): Se caracteriza por una rápida multiplicación de células. Existe un crecimiento balanceado (composición de células constante) de forma exponencial; bajo condiciones apropiadas, la velocidad será máxima.
• ESTACIONARIA: En un cultivo discontinuo existen limitaciones de crecimiento por agotamiento de algún nutriente esencial, acumulación de tóxicos, etc. La velocidad de crecimiento es nula. Las células son activas y pueden producir metabolitos secundarios.

Optimización en Procesos Biotecnológicos

El objetivo principal de un buen proceso biotecnológico para la producción de un metabolito primario es minimizar la duración de la fase lag y maximizar la velocidad y duración de la fase exponencial, ya que en esta fase es donde se produce el compuesto deseado, además de ralentizar al máximo la llegada a la fase estacionaria.

Modelos de Crecimiento y Ley de Malthus

La Ley de Malthus describe el "crecimiento balanceado"; es decir, las actividades de síntesis celular están coordinadas de manera que la composición celular media no se ve afectada por la proliferación de la población. Por ello, es capaz de representar la fase exponencial de crecimiento en fermentaciones en "batch" (lotes) y fermentaciones en continuo, ya que al mantenerse el valor de las variables en estado estacionario, se obtiene un valor constante de la velocidad de crecimiento (μ), que se aproxima al crecimiento balanceado.

Modelos de crecimiento

Para la aplicación de estos modelos, solo es necesario conocer la evolución experimental de la biomasa con el tiempo.