Un agitador de temperatura constante es un dispositivo utilizado para suspender y cultivar bacterias o células. Generalmente, los agitadores bacterianos cuentan con funciones de agitación y control de temperatura, mientras que los agitadores celulares también incluyen control de humedad y concentración de CO₂. Para optimizar la eficiencia del cultivo en agitadores de temperatura constante, este artículo describe la influencia del control de temperatura en el cultivo.
I. Principales influencias en el cultivo microbiano
1. Influencia de la temperatura en la fermentación: El control de la temperatura en un agitador de temperatura constante es crucial para el proceso de fermentación. La temperatura óptima de supervivencia para los microorganismos generalmente se encuentra entre 20 y 35 °C. Las temperaturas excesivamente altas o bajas pueden provocar la inactivación o incluso la muerte microbiana. Un aumento de la temperatura puede acelerar las reacciones enzimáticas y promover el crecimiento y el metabolismo, pero temperaturas excesivamente altas pueden inactivar las enzimas, afectando la formación del producto. Por lo tanto, es necesario establecer diferentes temperaturas óptimas según los distintos productos que se requieran para la producción, a fin de garantizar el correcto desarrollo del proceso de fermentación. La temperatura también afecta las propiedades físicas del caldo de fermentación, como la viscosidad, la solubilidad y la velocidad de transferencia del sustrato y del oxígeno, entre otras. Estos factores influyen en última instancia en las características cinéticas de la fermentación y la biosíntesis de los productos.
2. Efectos de la temperatura en la composición y características enzimáticas: Los cambios de temperatura afectan la actividad enzimática. Por ejemplo, las enzimas cultivadas a 55 °C conservan entre el 88 % y el 99 % de su actividad tras mantenerse a 90 °C durante 60 minutos, mientras que las enzimas cultivadas a 35 °C conservan solo entre el 6 % y el 10 % de su actividad tras ser tratadas en las mismas condiciones, lo que indica que la temperatura tiene un impacto significativo en la estabilidad y la actividad enzimática.
3. Efectos de la temperatura en los metabolitos microbianos: Las diferentes temperaturas dan lugar a distintos productos metabólicos producidos por los microorganismos. Por ejemplo, cuando Streptomyces clortetraciclina fermenta a temperaturas inferiores a 30 °C, aumenta la síntesis de clortetraciclina; mientras que el aumento de la temperatura de fermentación favorece la síntesis de tetraciclina, pero a 35 °C, la síntesis de clortetraciclina prácticamente se detiene, lo que indica que la temperatura tiene un impacto directo en el tipo y la cantidad de productos metabólicos.
II. Impactos principales en el cultivo celular
1. Temperatura constante que promueve el crecimiento y el metabolismo celular: Los agitadores termostáticos mantienen la temperatura constante necesaria para el cultivo celular, asegurando un crecimiento y metabolismo celular normales. Este entorno de temperatura constante proporciona una base estable para el crecimiento y la proliferación celular. Incluso un aumento de temperatura de 1 °C por encima de la temperatura fisiológica puede afectar negativamente el crecimiento celular.
2. Temperatura adecuada que facilita un mayor suministro de oxígeno y la mezcla del cultivo: La función de agitación del agitador termostático promueve el crecimiento celular y la homogeneidad del cultivo al aumentar el suministro de oxígeno y mezclar el cultivo. Esta mezcla ayuda a distribuir uniformemente los nutrientes, mejorando así el crecimiento celular.
3. Simula el entorno in vivo: Los agitadores termostáticos pueden simular la temperatura, la humedad y el entorno gaseoso del cuerpo, proporcionando condiciones adecuadas para el cultivo y el estudio de las células. Al ajustar la temperatura, la velocidad y la amplitud de agitación del agitador termostático, los investigadores pueden simular condiciones bajo diferentes estados fisiológicos para estudiar el crecimiento, la diferenciación y la función celular. En resumen, el control de temperatura de un agitador de temperatura constante tiene efectos multifacéticos en el cultivo celular. No solo promueve el crecimiento y el metabolismo celular, sino que también influye en las propiedades de las enzimas y la generación de metabolitos, proporcionando un entorno experimental eficiente y estable para el cultivo celular y la investigación en biología celular.