Además de cultivar un nutriente o una sustancia específicos, el cultivo en microbiología ayuda a revelar la actividad, las operaciones y los usos o amenazas potenciales de los microbios. Dado que estos diminutos organismos son casi imposibles de estudiar directamente para comprenderlos y comprender su valor total para las personas, los científicos utilizan el cultivo.
¿Y cómo sería poder controlar el crecimiento de organismos que no se ven fácilmente? En microbiología, el cultivo de microorganismos lo hace con mucha precisión y permite utilizar los microorganismos de diversas maneras.
Ahora bien, ¿qué es el cultivo en microbiología? Veamos el proceso completo.
Cómo funciona el cultivo microbiano
Ya sea que esté cultivando bacterias para investigación o para venderlas en el mercado, debería poder determinar cómo aumentar el crecimiento bacteriano.
Como las bacterias son diferentes y son capaces de reproducirse en diferentes condiciones, su cultivo requiere un orden.
Paso 1: Preparación del medio de crecimiento
El medio de cultivo proporciona la fase y el sustrato adecuados para que las bacterias maduren y se multipliquen. El medio de cultivo puede estar en forma líquida, por ejemplo, un caldo líquido, o puede ser sólido, como una placa de agar.
El agar es una gelatina derivada de algas que contribuye por igual al crecimiento de colonias bacterianas en un fotobiorreactorAl cultivar bacterias, también se puede cambiar la composición de una placa de agar que se utiliza para el cultivo de bacterias, según el tipo de bacteria que se esté cultivando. Sin embargo, el pH, la temperatura y el requerimiento de oxígeno deben controlarse bien cuando se utilizan medios de cultivo.
Paso 2: Esterilización
Para el cultivo en microbiología, la esterilización es esencial porque no hay lugar para la contaminación. Cualquier contaminación puede dar lugar a resultados no válidos.
Todos los objetos, medios de cultivo, placas de Petri y cualquier material de vidrio que se vaya a esterilizar deben colocarse en una olla a presión o en un autoclave. La esterilización garantiza el cultivo de las bacterias deseadas y evita el crecimiento de otros microorganismos.
Así es como funcionan los diferentes tipos de esterilización:
- Autoclave: En los laboratorios, los autoclaves se utilizan habitualmente. Utilizan presión de vapor con una temperatura de aproximadamente 121 °C (249 °F) para esterilizar el equipo.
- Esterilización por calor: En entornos pequeños y más locales, las asas de inoculación y otros instrumentos pequeños pueden esterilizarse mediante el calor de una llama o una lámpara de alcohol.
Paso 3: Inoculación
La inoculación consiste en introducir bacterias en el medio de germinación. Para ello se debe utilizar una pipeta estéril o un asa de inoculación. La inoculación se puede realizar de la siguiente manera:
- Esterilizar el asa: volver a poner el asa de inoculación sobre la llama y calentarla hasta que alcance un calor intenso para eliminar la contaminación, pero dejarla enfriar un rato.
- Transferencia de bacterias: la muestra bacteriana puede proceder de una placa con hisopo, una muestra de suelo o un cultivo en placa. Sumerja el asa en la muestra.
- Rayado sobre placa de agar: si se utiliza una placa de agar, se traza un círculo a lo largo de la placa en forma de cuadrante o en zigzag. Cuando se cultivan en la superficie, las bacterias se pueden separar un poco a medida que forman colonias en la superficie.
Cuando trabaje con cultivos líquidos, coloque la muestra bacteriana en el caldo utilizando una pipeta o asa estéril. Para una mejor distribución de las bacterias, agite suavemente el caldo si desea desarrollar bacterias con alta densidad.
Paso 4: Incubación
Incubar el cultivo bacteriano después de la inoculación colocándolo en una incubadora que se haya configurado a la temperatura adecuada. La temperatura ideal para que crezca una determinada especie de bacteria.
Para que la incubación dure poco tiempo, hay que tener en cuenta que existe una temperatura adecuada para cada tipo de bacteria. Por ejemplo, las bacterias psicrófilas deben estar en un ambiente frío para crecer y evolucionar, mientras que las termófilas requieren un ambiente cálido.
Sin embargo, bacterias comunes como Escherichia coli pueden cultivarse a 37 °C (98,6 °F), una temperatura adecuada para muchas bacterias ya que está cerca de la temperatura corporal.
Además, es fundamental controlar los niveles de oxígeno. Las bacterias aeróbicas pueden cultivarse en botellas expuestas al aire, ya que necesitan oxígeno.
Por otra parte, las bacterias anaeróbicas requieren un ambiente sin oxígeno. Las condiciones de bajo nivel de oxígeno que favorecen procesos como la digestión anaeróbica y la producción de biogás se consiguen mediante el uso de recipientes o cámaras anaeróbicas.
Paso 5: Recopilación de datos y observación
Después del crecimiento de las bacterias, generalmente en 24 a 48 horas, los cultivos desarrollan colonias reconocibles en placas de agar o turbidez en medios líquidos. En este punto, los científicos examinan los cultivos que documentan el color, la textura y la forma de la colonia. Esto es esencial para identificar las especies de bacterias, como se indica a continuación:
- Colony morphology – Most bacterial colonies formed on solid media may possess different characteristics, especially in terms of color, margin outline, and surface formation.
- Optical density in liquid media – The opacity or dullness of liquid culture can give information on the amount and kind of bacteria. Microorganisms’ growth may be quantified using a spectrophotometer to measure the optical density.
Paso 6: Aislamiento de cultivo puro (si es necesario)
Algunos investigadores pueden subcultivar una colonia bacteriana de una placa de agar en otro medio para obtener un cultivo puro. En investigaciones que requieren información precisa, esto garantiza que solo crezca un tipo de bacteria en el cultivo.
Para realizar un subcultivo, el investigador utiliza un asa estéril para decidir cuál es la mejor colonia de la que tomar la muestra y luego la siembra en un nuevo caldo o agar. El subcultivo elimina cualquier contaminación y permite realizar más investigaciones sobre la bacteria en particular.
Cultivos puros y mixtos
For cultivation in microbiology,there are many cultures used in it and each one serves a special purpose. Let’s examine these two primary categories:
Cultivos puros
Un cultivo puro contiene un solo tipo de germen. El germen se aísla de otros microbios para evitar que se mezclen. Esto es especialmente importante en las investigaciones que estudian determinadas cualidades inherentes a un organismo vivo específico que requieren un cultivo puro.
Por ejemplo, los investigadores emplean cultivos puros y Biosíntesis en la industria farmacéutica evaluar los efectos de un nuevo antibiótico en una cepa bacteriana específica sin interferencia de otras especies.
Researchers can also study a single species’ genome in pure cultures, providing information about its genetic composition and possible uses.
Culturas mixtas
Los cultivos mixtos se utilizan en las investigaciones para determinar cómo se comunican los diferentes géneros o especies bacterianas o cómo funcionan los consorcios microbianos. Por ejemplo, los científicos emplean diferentes cultivos mixtos en sus estudios de la microbiota intestinal humana para comprender qué papel desempeñan las distintas cepas bacterianas.
La importancia de Cultivo en Microbiología
Microbiano cultivo de bacterias y hongos La tecnología abre la puerta a numerosos descubrimientos científicos, médicos e industriales, ya que los científicos pueden estudiar las propiedades de los microorganismos cultivándolos en el laboratorio. Por ejemplo, se pueden cultivar diversas bacterias para producir enormes cantidades de antibióticos.
Además, estudios ambientales precisos han revelado que el crecimiento microbiano ayuda a descomponer los contaminantes. Por ejemplo, el cultivo es fundamental en la digestión anaeróbica del biogás, que implica el uso de bacterias para descomponer los desechos.
1. El proceso anaeróbico: de los residuos al biogás
La digestión anaeróbica, tal como se utiliza en microbiología ambiental, es el proceso mediante el cual las bacterias descomponen la materia orgánica sin oxígeno. Este método es aplicable a la producción de biogás.
El biogás está compuesto de dióxido de carbono y metano. Se crea cuando las bacterias descomponen los desechos orgánicos durante la digestión anaeróbica. Durante el proceso, el biogás se recoge como fuente de energía renovable.
Los metanógenos y otros anaerobios desempeñan un papel central en este proceso. Asimismo, los consorcios microbianos están poblados abundantemente por metanógenos y otros anaerobios. Debido a esto, los científicos han podido nutrir a estas bacterias para mejorar la producción de metano.
Además, el proceso anaeróbico produce un digestato, un producto con valor nutritivo añadido que se utiliza como fertilizante en la agricultura.
Al cultivar bacterias con éxito, las industrias pueden convertir la basura en productos y energía agrícolamente viables, lo que demuestra cómo método de cultivo microbianos ayudar a crear soluciones sostenibles.
Pilas de combustible biológicas
El cultivo microbiano está ganando popularidad en un nuevo campo más allá de la producción de biogás: la producción de células de combustible biológicas. Las células de combustible microbianas también se denominan células de combustible biológicas porque generan su energía con la ayuda de bacterias.
Las bacterias utilizan moléculas orgánicas para oxidarse y, durante este proceso, se generan electrones que son capturados por electrodos. Sin embargo, es necesario cultivar las bacterias adecuadas para que las celdas de combustible biológicas proporcionen energía y consistencia.
Las pilas de combustible microbianas han cambiado el mercado energético porque proporcionan una forma de electricidad limpia y renovable, especialmente en zonas con poca o ninguna conexión a la red eléctrica principal.
Los investigadores están desarrollando métodos para cultivar bacterias que puedan soportar cualquier condición y producir más electrones para maximizar la producción de las celdas de combustible biológicas.
Cultivo en microbiología y otros usos en diversas industrias
El cultivo de microorganismos es importante en muchas empresas diferentes y va más allá de la investigación de laboratorio. Ayuda a:
1. Asistencia sanitaria y medicina
Los científicos estudian las enfermedades mediante el cultivo de microbios, algo esencial para crear medicamentos y vacunas. Por ejemplo, un científico podría añadir un nuevo antibiótico a un cultivo bacteriano y observar los efectos. Esto ayuda a determinar la eficacia del fármaco y la dosis para controlar o erradicar las infecciones.
2. Agricultura
La producción microbiana constituye la base de los biofertilizantes y biopesticidas utilizados en la agricultura. La capacidad de algunos microorganismos para fijar el nitrógeno aumenta la fertilidad del suelo.
3. Industria alimentaria
El cultivo de microorganismos es fundamental para producir queso, yogur y salsa de soja fermentados. Se cultivan algunas cepas bacterianas o fúngicas para fermentar proteínas y carbohidratos hasta obtener los sabores y las texturas deseados.
4. Limpieza ambiental y biorremediación.
Algunas bacterias son cruciales desde el punto de vista comercial en la biorremediación porque descomponen las sustancias tóxicas. Los científicos pueden utilizar estas bacterias para purificar las aguas residuales, minimizar los lodos tóxicos y limpiar las consecuencias de un derrame de petróleo.
Terminando
¿Qué es el cultivo en microbiología? Es un proceso que implica dar vida a microbios en un entorno controlado para comprender, utilizar y modificar sus capacidades. El enorme potencial de estas formas de vida microscópicas se puede utilizar para beneficio humano a través del cultivo microbiano, ya sea para la investigación medioambiental, la salud o la producción de energía.
Las innovaciones que están cambiando nuestro mundo son posibles gracias al arte y la ciencia del cultivo de microorganismos, un proceso que nos permite investigar y aprovechar el mundo invisible de los microbios.
Los usos del cultivo en microbiología son numerosos y están en expansión. Abarcan desde la producción de biocombustibles, bioplásticos y polímeros sintéticos como Hilos PDO al desarrollo de nuevas soluciones médicas. El potencial del cultivo microbiano es tan ilimitado como el mundo microbiano mismo, siempre que se realicen más investigaciones.
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