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.

¿Cómo se hace el control de temperatura?

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 60°C, 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.

Imagen 1. Relación entre temperatura y crecimiento de microorganismos de diferentes clases térmicas.

Y el control de la agitación, ¿cómo se hace?

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.

Otras características

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.

El 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.

Funcionamiento general e importancia de una incubadora con agitación orbital.

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. 

Áreas de aplicación

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:

1.         En el área de investigación de microbiología, se pueden utilizar para estudios que involucran el cultivo de microorganismos, como bacterias, hongos y levaduras. Desempeñan un papel esencial en el proceso de multiplicación y en el seguimiento del crecimiento       microbiano a lo largo del tiempo, permitiendo el estudio de la cinética de crecimiento y la determinación de la tasa de crecimiento.

2.         En la industria farmacéutica se utilizan en el desarrollo de medicamentos, incluyendo la fermentación de microorganismos para producir antibióticos y productos biotecnológicos.

3.         En la industria sucroenergética, pueden utilizarse para cultivar levaduras responsables de la fermentación alcohólica del jugo de la caña de azúcar, así como para monitorear el proceso de fermentación.

4.         En la industria alimentaria juegan un papel fundamental en los procesos de fermentación de alimentos, como yogures, quesos y productos fermentados. Sus aplicaciones incluyen: 

●          Fermentación de una amplia variedad de alimentos. 

●          Crecimiento de cultivos iniciadores, que son mezclas de microorganismos específicos, útiles en procesos de producción de alimentos. 

●          El desarrollo de productos permite estudiar los efectos de diferentes condiciones de fermentación, maduración y almacenamiento.

5.         En el área de defensivos agrícolas, son fundamentales en los procesos de desarrollo y producción de productos fitosanitarios. 

●          En las pruebas de eficacia, se pueden utilizar para evaluar la eficiencia de nuevos ingredientes activos y formulaciones de defensivos agrícolas, donde los microorganismos objetivo se cultivan en condiciones controladas para evaluar la capacidad del pesticida        para inhibir su crecimiento y propagación. 

●          En estudios sobre desarrollo y estabilidad de defensivos agrícolas, someter las formulaciones a diferentes condiciones de temperatura y agitación es útil para evaluar su estabilidad en el tiempo, lo que permite verificar la eficacia durante el almacenamiento y uso,       además de optimizar nuevas formulaciones, mezclando uniformemente los componentes. 

●          Los defensivos biológicos contienen microorganismos beneficiosos, con bacterias y hongos antagónicos, que ayudan a controlar plagas y enfermedades en las plantas. Las incubadoras con agitación orbital refrigeradas son útiles para multiplicar       microorganismos a gran escala antes de su uso.

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.

Consideraciones finales

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.

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Referencias bibliográficas

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