La multiplicación de microorganismos y células es fundamental en varias áreas de la ciencia, siendo esencial en la industria farmacéutica, agricultura, industria alimentaria, azucarera y etanol, entre otras.
Para el proceso de crecimiento de microorganismos y células se puede utilizar la técnica de cultivo en medio líquido, que requiere que los microorganismos sean incubados en condiciones controladas de temperatura y agitación. Básicamente, entra en juego la incubadora refrigerada con agitación TE-426.
La incubadora refrigerada con agitación orbital es de gran importancia para operaciones e investigaciones que requieren agitación y control precisos de temperatura. Originalmente, TE-426 fue desarrollado para la industria azucarera y de etanol, con el propósito de multiplicar levaduras, esta tecnología puede ser aplicada en diversas áreas que requieren el crecimiento de microorganismos y células.
Es un equipo de fácil operación, con un panel de control que incluye el interruptor general de accionamiento, controlador de temperatura, potenciómetro para ajuste de RPM (revoluciones por minuto), así como control del sistema de protección contra sobrecalentamiento.
Este equipo está equipado con un controlador micro-procesado de temperatura con sistema PID, lo que garantiza un control más preciso y un alcance más rápido de la temperatura deseada.
Opera dentro del rango de temperatura de 15°C a 60C, lo que lo hace especialmente adecuado para el crecimiento de microorganismos, ya que la mayoría de los hongos y bacterias prosperan en este rango térmico (Imagen 1). Se pueden ajustar temperaturas específicas según las necesidades de cada tipo de microorganismo, asegurando un ambiente adecuado para su multiplicación.
La agitación de este equipo es de tipo orbital, con un rango de operación entre 30 y 250 rotaciones por minuto. Dispone de control analógico y display digital para la lectura de RPM. Esta operación permite una mezcla homogénea y una adecuada absorción de O2 para el crecimiento celular.
La agitación orbital de la incubadora produce un movimiento uniforme en el medio de cultivo, lo que garantiza una distribución homogénea de nutrientes y oxígeno para los microorganismos, y aumenta la eficiencia del proceso de multiplicación.
El equipo cuenta con dos controles separados para ajustar el flujo de aire, hasta 23 LPM (litros por minuto), por rotámetro, uno para cada recipiente, lo que permite un control preciso de la aireación. Esta funcionalidad es crucial, ya que en determinadas etapas del proceso de crecimiento es necesario proporcionar aire adicional para garantizar que los microorganismos tengan suficiente oxígeno para multiplicarse.
La incubadora está equipada con salidas de muestreo conectadas a cada recipiente, lo que permite recolectar muestras sin necesidad de abrir el equipo o los recipientes. Esto evita cambios de temperatura en el interior de la cámara al abrir las puertas.
Además de simplificar el proceso, proporciona mayor seguridad y calidad, ya que permite realizar un análisis previo de las muestras tomadas y realizar ajustes en el procedimiento, si fuera necesario. Además, cuenta con dos sistemas de alivio de presión de aire en los recipientes.
EI TE-426 tiene dos puertas, su gabinete está hecho de acero al carbono con tratamiento anticorrosión y pintura electrostática. Su interior cuenta con una cuba fabricada en acero inoxidable 304, proporcionando una vida útil prolongada al equipo y facilitando su asepsia.
La cámara interna tiene capacidad para trabajar con dos recipientes Carlberg de 20 litros, lo que permite el uso simultáneo de ambos. En particular, el equipo se puede adaptar para su uso con otros tipos de recipientes.
Los recipientes están equipados con un bloqueo de seguridad para mantenerlos firmemente fijados durante la rotación del equipo. La configuración del equipo facilita la introducción y extracción de la vidriería de la cámara de una forma más cómoda.
Comprender cómo funciona una incubadora con agitación orbital es fundamental para proporcionar las condiciones ideales para el desarrollo de microorganismos y células en cultivo. A continuación, exploraremos el funcionamiento de este equipo y la importancia de la agitación y la temperatura en los experimentos.
Una incubadora con agitación orbital refrigerada está diseñada para mantener un ambiente controlado para el cultivo de microorganismos, células o tejidos. Consta de una cámara interna, donde se colocan las muestras, equipada con un sistema de agitación orbital y un mecanismo de control de temperatura.
El movimiento orbital es generado por un motor que acciona una plataforma donde se colocan recipientes, frascos, tubos o placas. Este movimiento circular de la plataforma promueve una agitación suave y uniforme de las muestras, dando como resultado una serie de beneficios:
Distribución homogénea de microorganismos, células, tejidos y nutrientes presentes en el medio de cultivo. Esto permite que todas las células tengan acceso a los nutrientes necesarios para el crecimiento.
La agitación orbital proporciona una adecuada aireación del medio de cultivo, lo que permite el intercambio de gases esenciales como el oxígeno y el dióxido de carbono. Mientras el oxígeno es esencial para el metabolismo celular, el dióxido de carbono es un subproducto de la respiración aeróbica de los microorganismos.
Otro beneficio de la agitación orbital es la prevención de la sedimentación de células o partículas en el fondo de los contenedores, lo que asegura una suspensión uniforme de las partículas.
El control de la temperatura se realiza mediante un termostato, que mantiene la temperatura de la cámara interna dentro del rango definido en el controlador. Este control térmico es ideal para crear las condiciones necesarias para el crecimiento, porque muchas células y microorganismos requieren una temperatura específica para permanecer viables y proliferar de manera eficiente.
Las incubadoras con agitación orbital tienen una amplia variedad de aplicaciones y se utilizan tanto en la industria como en la investigación. Algunas áreas de aplicación incluyen:
5. En el área de defensivos agrícolas, son fundamentales en los procesos de desarrollo y producción de productos fitosanitarios.
6. En biología vegetal, se pueden utilizar para cultivar tejidos vegetales. Y en laboratorios de biología molecular y celular en cultivo de células y cultivo de tejidos, proporciona una temperatura controlada y un ambiente de agitación para el crecimiento celular.
La incubadora con agitación orbital refrigerada es un equipo imprescindible en laboratorios de diferentes áreas de la ciencia, desde la microbiología hasta la biotecnología. Desempeña un papel crucial en el cultivo y estudio de microorganismos, células y tejidos en condiciones controladas.
A través de la agitación orbital, promueve la distribución homogénea de nutrientes y oxígeno en el medio de cultivo. Garantiza un ambiente favorable para el crecimiento y desarrollo de las muestras, además, el control preciso de la temperatura asegura que se mantengan las condiciones ideales durante todo el experimento.
La TE-426 se destaca como una excelente opción para una incubadora refrigerada con agitación. Ofrece control de agitación, temperatura, posibilidad de controlar la aireación y alivio de presión. Además de eso, también permite tomar muestras sin necesidad de abrir la cámara ni los vasos, aportando mayor practicidad. Otra ventaja es que el volumen de los vasos permite utilizar un mayor volumen de muestras.
¿Está interesado en nuestro equipo? ¡Entre en contacto con nosotros, nuestro equipo está listo para ayudarle!
https://tecnal.com.br/es/blog/412_incubadora_refrigerada_con_agitacion_te_426
El suelo es un sistema dinámico y desempeña un papel fundamental en la producción de alimentos, además de ser un sustrato donde crecen las plantas, es un sistema que permite una serie de funciones vitales, desde la descomposición de la materia orgánica hasta el ciclo de nutrientes.
Otro factor importante es la gran diversidad de microorganismos del suelo, conocida como microbiología del suelo, compuesta por diversas bacterias, hongos y protozoos. Comprender cómo funcionan estos microorganismos es fundamental para garantizar la sostenibilidad de los sistemas naturales y comprender los procesos que ocurren en los suelos.
¿Quiere saber más sobre la actividad de los microorganismos del suelo? ¡A continuación, se lo contaremos!
¿Cuál es la composición del suelo?
Los suelos están compuestos por componentes sólidos y espacios porosos, la parte sólida tiene un 46% de material de origen mineral y el otro 4% es materia orgánica. Los espacios porosos están ocupados por aire y agua, que varía de acuerdo con la humedad del suelo. Es decir, los suelos, en general, están compuestos por partículas minerales (arena, limo y arcilla), agua, aire y materia orgánica.
La materia orgánica se encuentra en la capa más superficial del suelo, por lo que es también donde se encuentran los nutrientes y microorganismos, estando formada por residuos de plantas, animales y organismos del suelo.
En el suelo, los microorganismos vivos se denominan biomasa microbiana y son responsables de la descomposición de la materia orgánica, así como de varias reacciones más, de las que hablaremos más adelante. Un ejemplo es la mineralización, que ocurre cuando los microorganismos descomponen el material vegetal o animal, transformando los nutrientes que se encuentran en forma orgánica en forma mineral una forma que las plantas pueden absorber.
La microbiota del suelo está formada por innumerables poblaciones de microorganismos, siendo los grupos más numerosos: bacterias, hongos y protozoos. Estos microorganismos tienen nichos y funciones específicas en los sistemas del suelo, las bacterias y los hongos son de gran importancia en las reacciones bioquímicas, siendo las bacterias las más abundantes.
La cantidad y diversidad de microorganismos en el suelo es bastante grande, a pesar de que sólo constituyen del 1 al 4% del carbono total, ocupando alrededor del 5% del espacio poroso del suelo. Sin embargo, solo una porción de los microorganismos se encuentran en estado vivo, esto se debe a que el suelo es un ambiente estresante para ellos, por lo que alrededor del 15 al 30% de las bacterias están vivas, mientras que en los hongos representan solo el 10%.
En la biomasa microbiana del suelo, las bacterias y los hongos representan el 90% de la actividad microbiana, siendo las bacterias las más abundantes y versátiles, desempeñando un papel importante en la degradación de los pesticidas. Las bacterias tienen una población de 106 a 109 organismos g-1 de suelo y los hongos representan de 104 a 106 g-1 de suelo.
El proceso de formación del suelo comienza con reacciones físicas y químicas, que provocan la erosión de las rocas hasta convertirlas en partículas finas. Sin embargo, al inicio del proceso, el carbono y el nitrógeno se encuentran en pequeñas cantidades en este suelo, siendo imprescindibles los microorganismos que realizan la fotosíntesis y fijen el nitrógeno.
Los microorganismos llevan a cabo dos procesos principales, que involucran una gran cantidad de reacciones bioquímicas complejas: la fotosíntesis y la descomposición, que son procesos que generan y/o consumen energía celular. Las reacciones de producción (reacciones catabólicas) o de aprovechamiento de energía (reacciones anabólicas) son llevadas a cabo por microorganismos que se encuentran en el suelo.
Vea a continuación:
· Reacciones catabólicas: son reguladas por enzimas que liberan energía y están ligadas a la descomposición de compuestos orgánicos complejos, transformándolos en compuestos simples. Son reacciones que utilizan agua (hidrolíticas) y producen energía.
· Reacciones anabólicas: son reguladas por enzimas que requieren energía y están ligadas a la formación de moléculas orgánicas complejas, a partir de moléculas simples. Son reacciones que liberan agua y consumen energía.
Carbono en el suelo: como indicadores de la calidad del suelo se utilizan el contenido de carbono, la materia orgánica, los índices de biomasa y la actividad enzimática. Los microorganismos influyen en la cantidad de carbono almacenado en el suelo y en su disponibilidad.
El proceso comienza con los residuos vegetales y animales en el suelo, luego la microbiota del suelo inicia el proceso de descomposición, con la ruptura de los compuestos orgánicos. Durante el proceso, los microorganismos consumen parte del carbono, obteniendo energía, y liberan dióxido de carbono a la atmósfera, con la respiración microbiana.
La formación de materia orgánica estable (materia orgánica humificada) también es responsabilidad de los microorganismos del suelo, este proceso se descompone más lentamente y permite la formación de un reservorio de carbono en el suelo. Otra función de los microorganismos es el ciclo del carbono entre el suelo y la atmósfera.
Nitrógeno en el suelo: el nitrógeno está disponible en el suelo en formas orgánicas e inorgánicas. Al ser la forma orgánica que se encuentra en la fracción proteica de la materia orgánica, es susceptible a la mineralización. En forma inorgánica se presenta en diferentes formas, tales como: amonio, nitrito, nitrato, etc.
La fijación biológica de nitrógeno es la principal forma de entrada de nitrógeno al suelo, algunas bacterias, como Rhizobium, fijan nitrógeno atmosférico y lo convierten en amoniaco (la forma que absorben las plantas), y viven en simbiosis con las raíces de plantas leguminosas, como soya, frijoles y guisantes.
Las bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) convierten el amoníaco en nitritos y nitratos, es decir, transformándolos en formas de nitrógeno que son más fácilmente absorbidas por las plantas, este proceso se llama nitrificación. Otro proceso es la desnitrificación, que se produce cuando las bacterias convierten los nitratos del suelo en nitrógeno gaseoso (atmosférico), provocando la pérdida de nitrógeno del suelo a la atmósfera.
Fósforo en el suelo: El fósforo es un elemento fundamental en la producción de ATP (energía), fotosíntesis, respiración de las plantas, es un elemento estabilizante y poco móvil en el suelo, encontrándose en forma orgánica (Po) y forma inorgánica (Pi).
En el proceso de mineralización, los microorganismos del suelo facilitan la liberación del fósforo presente en compuestos orgánicos complejos, como el fosfato orgánico, poniéndolo a disposición de las plantas en forma de fósforo soluble. Durante el proceso de movilización, las bacterias del género Bacillus y Pseudomonas producen ácidos orgánicos y enzimas que ayudan a solubilizar los fosfatos insolubles en el suelo, poniéndolos a disposición de las plantas.
Azufre en el suelo: la mayor concentración de azufre se encuentra en el suelo, que puede presentarse en formas orgánicas e inorgánicas. Los microorganismos del suelo ayudan a liberar azufre de compuestos orgánicos complejos, como el sulfato orgánico y el sulfuro de hidrógeno, haciéndolo disponible en forma de sulfato soluble; este proceso se llama mineralización.
Algunas especies de microorganismos del suelo tienen la capacidad de realizar procesos de oxidación y reducción del azufre, por ejemplo, las bacterias reductoras de sulfato pueden convertir el sulfato en sulfuro, mientras que las bacterias oxidantes del azufre pueden convertir el sulfato en sulfato. En el proceso de fijación, por ejemplo, las bacterias fijadoras de azufre del género Thiobacillus pueden fijar azufre de la atmósfera y convertirlo en formas utilizables por las plantas. En el proceso de desnitrificación,
algunas bacterias pueden producir sulfuro de hidrógeno como subproducto de la reducción del nitrógeno.
¿Sabe qué son las micorrizas?
Las micorrizas son una simbiosis entre los hongos y las raíces de las plantas, funcionan como una extensión de las raíces, permitiendo aumentar el área de exploración de las raíces y la absorción de nutrientes, promoviendo la resistencia a enfermedades y contribuye al ciclo de los nutrientes en el suelo. Esta interacción beneficia tanto a las plantas como a los microorganismos.
Los hongos micorrízicos establecen una red de hifas alrededor de las raíces de las plantas, siendo este proceso el responsable de aumentar la capacidad de absorción de agua y nutrientes. A cambio, las plantas proporcionan carbono a los hongos Micorrízicos en forma de carbohidratos y otros compuestos orgánicos.
Laboratorio de microbiología Suelos
Anteriormente vimos las diferentes reacciones que ocurren en el suelo y que requieren de microorganismos. La microbiota del suelo juega un papel crucial en la descomposición de la materia orgánica, el ciclo de nutrientes y el mantenimiento de la calidad del suelo. Sin embargo, para comprender en profundidad estos procesos es necesario realizar análisis de laboratorio, por lo que ahora hablaremos de los equipos utilizados en los laboratorios de microbiología del suelo.
Usted puede conocer un poco más sobre los análisis realizados en los textos:
"Microbiología del suelo y su importancia para la sustentabilidad agrícola" https://tecnal.com.br/es/blog/338_la_microbiologia_del_suelo_y_su_importancia_para_la_sostenibilidad_agricola y "Actividad enzimática: indicador biológico de la calidad del suelo" https://tecnal.com.br/es/blog/361_actividad_enzimatica_indicador_biologico_de_la_calidad_del_suelo.
Un laboratorio de microbiología de suelos necesita unos equipos básicos, que se describirán a continuación:
Microscopio: importante para identificar las características morfológicas de microorganismos. Puede ser:
Incubadoras: existen varios modelos que se pueden utilizar, dependiendo de la aplicación. En la microbiología del suelo, el crecimiento de microorganismos tendrá temperaturas variables, que van desde 0°C hasta alrededor de 60C.
Incubadora Shaker: utilizado en el crecimiento de microorganismos que requieren agitación orbital y control de temperatura.
Baño María: pueden ser útiles para diversos fines dentro de un laboratorio de microbiología de suelos, y también pueden acoplarse a equipos que requieran refrigeración, optimizando su funcionamiento.
Centrífuga: se utiliza para separar fases de diferentes densidades en muestras.
Cámara de flujo laminar horizontal: se utiliza para capturar y retener partículas del aire durante la manipulación de muestras, evitando que se produzca contaminación del material. Se determinan como cámaras de flujo laminar debido a que existe una circulación de aire constante en el equipo.
Autoclave: se utiliza para esterilizar medios de cultivo y descartar muestras.
Estufas: se pueden utilizar diferentes estufas, según la aplicación deseada. Pudiendo
ser:
Espectrofotómetro digital UV/VIS: utilizado para el análisis de compuestos orgánicos e inorgánicos, estandarización del inóculo y evaluación de compuestos enzimáticos.
Bomba dosificadora de líquidos: para dispensar/dosificar líquidos, para medios de cultivo, llenar placas o tubos de Petri.
Dispensador automático: se utiliza en la preparación de muestras estándar, como bomba de nutrientes para agentes biológicos.
Dosificador de medio de cultivo: se utiliza para dosificar automáticamente medio de cultivo en un carrusel.
Contador de colonias: recuento rápido de colonias bacterianas o fúngicas en placas de Petri.
Otros equipos que se pueden utilizar son: balanzas analíticas, bomba de vacío, placa de calentamiento, destilador de agua y ósmosis reversa.
Consideraciones finales
Al final de este texto queda claro lo importantes que son los microorganismos del suelo y participan en reacciones complejas, fundamentales para el buen funcionamiento del suelo y de las plantas. Desempeñan papeles esenciales en la dinámica de interacción entre los diferentes elementos del suelo, además de ayudar a mantener la fertilidad y la calidad del suelo, y un laboratorio de microbiología del suelo bien equipado nos permite comprender mejor las interacciones entre el suelo y los microorganismos y las reacciones bioquímicas existentes en este entorno.
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