Esterilización del aire de fermentación.


Los métodos existen para la esterilización de los gases incluyendo la filtración, inyección de gas lozonol, depuración de gas, radiación (UV) y calor. De todos estos, solamente la filtración y el calor son prácticos a escala industrial.
Los requisitos de un sistema de filtración para la esterilización del aire deben ser:

• el sistema debe ser de diseño sencillo.
• su operación debe ser barata.
• debe ser estable y resistente a varias esterilizaciones de vapor.
• debe adicionar el aire ajustando temperatura y humedad.

El cultivo de los microorganismos.


Es el procedimiento mediante el cual se promueve el crecimiento de los microorganismos, éste se logra proporcionándoles las condiciones ambientales adecuadas: nutrientes, pH, temperatura y aireación.

• Nutrición.

El aprovechamiento de nutrientes para el crecimiento de un organismo se denomina nutrición.


Fuentes de carbono.
Todos los microorganismos requieren una fuente de carbono para realizar la síntesis de los númerosos compuestos orgánicos que contribuyen el protoplasma. Otros organismos emplean también como fuente d carbono los compuestos orgánicos energéticos.


Fuente de nitrógeno.
Muchos de los contribuyentes celulares, esencialmente las proteínas contienen nitrógeno; en las bacterias, el nitrógeno representa aproximadamente el 10% de las células en peso seco.


Minerales.
Las células vivas requieren para su crecimiento otros minerales:

• Azufre.- es un constituyente de muchas sustancias orgánicas celulares, la mayor parte se encuentra en forma de grupos sulhidrilo (-SH) en las proteínas.
• Fósforo.- se requiere como un componente del ATP, de los ácidos nucleicos y de enzimas tales como la NAD, NADP y flauninas.
• Activadores enzimaticos.- númerosos minerales son necesarios como activadores enzimáticos. Para el crecimiento se requieren muchos otros minerales en cantidades muy pequeñas, y de ahí se infiere que actúan como activadores enzimáticos. 
• Factores de crecimiento.- es un compuesto orgánicoque una célula debe contener para poder crecer, pero el cual dicha célula es incapaz de sintetizar. Son capaces de sintetizar todos los constituyentes orgánicos de su complejo protoplasma, incluyendo aminoácidos (las subunidades de proteínas), vitaminas (para las coenzimas), purinas y pirimidinas (componentes de los ácidos nucleicos), ácidos grasos (componentes de las grasas y los lípidos) y varios otros compuestos.

Factores ambientales que afectan el crecimiento.

Un medio de crecimiento adecuado debe contener todos los nutrientes necesarios y deben controlarse cuidadosamente factores tales como el pH, la temperatura, y la aireación.

Se emplea un medio líquido; pero esté puede ser sólidicado cuando es necesario mediante una adición de agar o gel de sílise. Es particularmente adecuado para el medio de cultivo microbiano debido a que en general resiste la actividad de éstos, así como su propiedad de disolverse a 100° C pero de no gelificar hasta que se ha enfriado por debajo de 45° C y después enfriar éste hasta obtener un gel sin dañar a las células.

Nutrientes.

En general deben aplicarse las siguientes sustancias: 1) aseptores y donadores de hidrógeno: aproximadamente 1g/lt. 2) fuente de carbono: aproximadamente 1g/lt. 3) fuente de nitrógeno: aproximadamente 1g/lt. 4) minerales: azufre y fósforo, aproximadamente 50 mg/lt, de cada uno. 5) factores de crecimiento: aminoácidos, purínas, pirimidinas, aproximadamente 50 mg/lt, de cada uno; vitaminas de 0.1 mg/lt de cada una.

Para mucho microorganismos, un solo compuesto ( tal como el aminoácido) puede servir como fuente de energía, fuente de carbono y fuente de nitrógeno.

Concentración de iones hidrógeno (pH).

La mayoría de los orgánismos tienen un límite óptimo de pH bastante estrecho. Debe determinarse empíricamente el óptimo de pH  para cualquier especie de cada caso.

Temperatura.
Las formas psícrofílicas crecen mejor a temperaturas bajas (15-20°C). Las formas mesolifícas  crecen mejor entre 30-37°C, mientras que las termofílicas crecen mejor entre 50-60°C.




Métodos de cultivo.
Serán considerados dos problemas: la elección de un medio adecuado y el aíslamiento de un organismo bacteriano en un cultivo puro.


El medio.
La técnica usada y el tipo de medio seleccionado depende de la naturaleza de la investigación. 

1. Crecimiento celular de una especie dada: puede resultar sumamente difícil el hacer que  microorganismos a los que microscópicamente se observa  creciendo en un medio ambiente natural, crezcan en un cultivo puro en un ambiente artificial.
2. Examen microbiólogico de materiales naturales: un material natural dado puede contener muchos microambientes diferentes, proporcionando cada uno un nicho para diversas especies. Lo práctico es sembrar muestras del material en placas de tantos medios y condiciones de incubación diferentes como sea posible.
3. Aislamiento de un tipo particular de microorganismos: si una pequeña de suelo es manipulada con propiedad, proporcionará al investigador tantos tipos diferentes de organismos como microambientes.

El medio líquido se emplea para permitir la competencia por tanto la selección óptima, aun cuando el tipo deseado está representado en el suelo únicamente  por unas cuantas células  en una población de millones. E l cultivo de enriquecimiento es un procedimiento mediante el cual el medio se prepara en tal forma de que se reproduzca el medio ambiente  natural ("nicho") del microorganismo deseado, con lo cual selecciona.
Cuando se busca un tipo partícula de microorganismo en un material natural, es provechoso sembrar los organismos en placas de medio diferencial si es que se cuenta con alguno. Un medio diferencial es aquel que hará que las colonias de un tipo particular de organismo tenga una apariencia distintiva.


Aislamiento de microorganismos en cultivo puro.
Debe aislarse una sola célula de todas las demás y ser cultivada de tal manera que su progenie colectiva también permanezca aislada. Para este objetivo se cuenta con varios métodos:

• Sembrado en placa: a diferencia de las bacterias que crecen en un medio líquido, las células bacterianas que crecen sobre o dentro de medios sólidos, se encuentran inmóviles. En el método de vaciado en placas se mezcla una suspensión de células con gelosa simple fundida a 45°C y se vacía en una caja Petri; cuando el agar se solidifica, las células se inmovilizan en esté y crecen dando colonias.