Factores y Condiciones Óptimas para el Crecimiento Microbiano

Factores que Afectan el Desarrollo Microbiano y Parámetros de Incubación

2.1. Atmósfera

Según el microorganismo, este puede ser: aerobio estricto, anaerobio facultativo, anaerobio estricto o microaerófilo. Los microaerófilos se multiplican mejor a presiones parciales de oxígeno netamente más bajas que la del aire. En agar profundo, se multiplican un poco por debajo de la superficie.

Las bacterias pueden crecer, según el género, en presencia o ausencia de oxígeno. Casi todos los microorganismos son estrictamente aerobios, y su crecimiento se incrementa con la presencia de abundante oxígeno. Las levaduras crecen mejor en aerobiosis, aunque las especies de tipo fermentativo son capaces de crecer, lentamente, en anaerobiosis.

2.2. Temperatura

La temperatura normalmente adecuada para los microorganismos mesófilos está entre 15 y 43 °C. Se sabe, sin embargo, que los psicrófilos se desarrollan a 0 °C y los termófilos pueden crecer a 80 °C.

En general, los microorganismos patógenos tienen limitado su crecimiento en una escala de temperaturas bastante estrecha, alrededor de 37 °C.

Las bacterias, en general, necesitan una temperatura alrededor de los 37 °C, aunque hay excepciones.

La mayoría de los microorganismos son mesófilos (crecen bien a temperatura normal), y su temperatura óptima se encuentra alrededor de los 20-30 °C. Algunos son psicrotrofos, es decir, crecen bastante bien a temperatura de refrigeración; y solo unos pocos son termófilos, es decir, su temperatura óptima de crecimiento es elevada.

El intervalo de crecimiento de la mayoría de las levaduras tiene una temperatura óptima en torno a 25-30 °C y máxima en torno a los 35-47 °C.

Todos los microorganismos tienen 3 puntos condicionales de su desarrollo en sus relaciones térmicas:

• Un mínimo por debajo del cual el desarrollo cesa.
• Un óptimo en el cual el crecimiento es exuberante.
• Un máximo por encima del cual cesa el crecimiento y sobreviene la muerte.

2.3. Protección Ambiental

El microorganismo durante la incubación debe estar protegido de agresiones externas y posibles contaminaciones para garantizar los resultados obtenidos.

2.4. pH

Según el microorganismo, el pH óptimo de crecimiento varía.

2.5. a_w (Actividad de Agua)

Los microorganismos necesitan humedad para su desarrollo y pueden obtener agua de la atmósfera y del medio. Necesitan una menor cantidad de humedad en comparación con las levaduras o bacterias. Cuando el medio se deseca, los hongos producen esporas o pasan al estado de resistencia. La necesidad de agua sigue este orden: bacterias > levaduras > hongos.

2.6. Tiempo de Incubación

Es el tiempo necesario para que los microorganismos investigados formen colonias visibles que permitan su aislamiento.

El tiempo concreto depende del microorganismo y las condiciones de cultivo, aunque se pueden establecer unas reglas generales:

• La mayoría de las bacterias requieren de 24 a 48 horas de incubación.
• Los hongos crecen más lentamente que las bacterias (con grandes diferencias entre especies). Los tiempos oscilan entre 5 y 60 días.
• Las levaduras suelen requerir tiempos entre los de las bacterias y los hongos, con excepciones; algunas forman colonias en 48 horas y otras en 10 días.

3. Estufas de Cultivo: Fundamentos y Tipos

Las estufas son recipientes de paredes aisladas y, a veces, de doble puerta que evita cambios bruscos de temperatura, con una fuente de calor regulable.

• Estufas de cultivo convencionales: Se incuban los microorganismos aerobios y anaerobios facultativos; controlan la temperatura y la protección ambiental.
• Estufas incubadoras de CO₂: Aquellas que, además, controlan el contenido en CO₂. En ellas se incuban aquellos microorganismos cuyo aislamiento se ve favorecido en presencia de 5-10% de CO₂, por ejemplo, Brucella. Cuando no se dispone de estufa de CO₂, el medio más sencillo y frecuentemente utilizado es el uso del frasco de bujía. Consiste en un recipiente en el que se colocan las placas de Petri junto con una bujía que no produzca humo, se enciende la misma y se cierra la tapa herméticamente. Al apagarse la bujía, la atmósfera contiene aproximadamente 3-5% de CO₂, incubándose el conjunto en una estufa convencional.
• Estufas o cámaras de anaerobios: Un microorganismo anaerobio se define como aquel que es incapaz de desarrollarse con oxígeno a la presión atmosférica, aunque sean favorables para su crecimiento las otras condiciones de cultivo. Para este tipo de microorganismos se modifican todas las técnicas de siembra y cultivo para conseguir un ambiente anaerobio.

5. Cultivo de Anaerobios

La siembra de anaerobios estrictos puede realizarse en unas condiciones u otras dependiendo de su tolerancia al oxígeno.

Hay bacterias anaerobias extremadamente sensibles al oxígeno molecular y mueren rápidamente por exposición al mismo. Estas deben ser sembradas en las cámaras anaeróbicas (uso corriente en laboratorios de hospitales), que también suelen emplearse como cámara de cultivo.

Si el microorganismo anaerobio tiene una resistencia algo mayor al O₂, se puede realizar una siembra normal, aunque la incubación sea siempre en condiciones anaerobias (p. ej., Clostridium y la mayoría de los anaerobios patógenos).

Para incubar microorganismos que precisen atmósferas distintas al aire se utilizan:

• Jarras de anaerobiosis: Se utilizan principalmente en cultivos en placa. Es un cilindro de plástico transparente con una tapa hermética en la que se encuentra el depósito catalizador. Dentro se introduce una bolsa que contiene un sistema generador de atmósfera anaerobia, un indicador de anaerobiosis y las placas en columna e invertidas. Por último, la jarra se introduce en una estufa convencional.
• Cámara de anaerobios: Se utiliza la misma cámara para sembrar e incubar anaerobios muy sensibles al oxígeno.
• Bolsas de plástico impermeables a gases: Son bolsas sellables en las que se introducen las placas junto con un sistema generador de gases e indicador de anaerobiosis. Por último, la bolsa se introduce en una estufa convencional.
• Sellado del medio de cultivo: Tras inocular un tubo de caldo, se sella con parafina o vaselina estéril. El agente reductor que contiene el medio elimina el oxígeno que hubiera penetrado.
• Frascos de hemocultivos: Son frascos sellados con tapón de caucho que contienen caldo en atmósfera anaerobia.