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Influencia de algunas condiciones ambientales sobre la velocidad específica de crecimiento

Temperatura

La temperatura afecta la velocidad de las reacciones celulares, la naturaleza del metabolismo, los requerimientos nutricionales y energéticos y la composición de la biomasa. Generalmente los microorganismos crecen en un intervalo de temperatura ambiente entre 25 y 30ºC, aunque existen microorganismos que se desarrollan a temperaturas inferiores a 0ºC y otros a temperaturas superiores a 93ºC.

El requisito fundamental es la presencia de agua líquida. En la Antártida existen bacterias que se reproducen a 7ºC, pero que se desarrollan a mayor rapidez a temperaturas entre 20 y 30ºC, (Pelczar, 1977). En la siguiente tabla se presenta una clasificación de los microorganismos en función de la dependencia de la velocidad de crecimiento con la temperatura.

 

Temperatura (ºC)

Grupo Mínimo Óptimo Máximo
Termófilos 40 – 45 55 – 75 60 – 80
Mesófilos 10 – 15 30 – 45 35 – 47
Psicrófilos obligados -5 – 5 15 – 18 19 – 22
Psicrófilos facultativos -5 – 5 25 – 30 30 – 35

 

Energía de activación

En el intervalo adecuado de temperatura, se estimula inicialmente el crecimiento de los microorganismos. Cuando es demasiado alta, los destruye. La ecuación de Arrhenius constituye una hipótesis apropiada para describir el efecto de la temperatura sobre el crecimiento:

 

Donde, m EF es la velocidad efectiva de crecimiento que es igual a la velocidad de síntesis menos la velocidad de muerte; A, AD son los factores de frecuencia; EA es la energía de activación para el crecimiento, y es la energía necesaria para llevar las moléculas a un estado energético en el cual puedan reaccionar; ED es la energía de activación para la muerte térmica; R es la constante de los gases, y T la temperatura absoluta.

La aplicación de la ecuación de Arrhenius a un proceso microbiológico es un procedimiento cinético formal. Sin embargo, la complejidad del crecimiento microbial, entendido como una secuencia de reacciones, permite prever desviaciones de este comportamiento.

pH

En muchos procesos de fermentación aerobia y anaerobia, el pH del medio de cultivo cambia como respuesta a la actividad microbial: se genera H+ durante la demanda de NH4+; se consume H+, en el metabolismo de NO3- y en la utilización de aminoácidos como fuente de carbono. Estos cambios muestran la necesidad de determinar y controlar el pH de un cultivo, usualmente mediante la adición de ácido clorhídrico o ácido sulfúrico, y una de las bases: hidróxido de sodio, de potasio o de amonio; al medio. Se prefiere el amoníaco gaseoso en lugar del hidróxido de amonio, por la posibilidad de contaminación de éste con esporas bacterianas. La concentración del ion hidrógeno puede afectar en gran mdeida el crecimiento celular y, si el pH no está regulado, se debe considerar como un factor inhibitorio.

 

Factores que influyen en la velocidad de crecimiento