Los biofermentadores o biorreactores que contienen el medio líquido pueden tener diferentes volúmenes: desde 100 ml hasta varios litros; estos recipientes están adaptados a un cultivo in vitro y conectados a sistemas mecánicos, que aseguran un adecuado crecimiento y aireación de las células. Los posibles métodos mecánicos de agitación son diferentes: desde agitar con palas hasta agitar con aire. Se justifica la estructura de diversificación de los biorreactores por el fin último del proceso: el mejor rendimiento en la producción de principios activos; de hecho, en la naturaleza, las plantas sintetizan metabolitos secundarios en relación a las condiciones de estrés ambiental de cualquier tipo; cuanto más intensos son, más interés oficial adquiere la planta , por tanto, la agitación mecánica mediante palas representa en muchos casos un estrés suficiente para estimular a las células a producir los principios activos de interés biotecnológico.
Los metabolitos secundarios representan el mecanismo de relación que la planta establece con el medio circundante. De manera similar a lo que ocurre en la naturaleza, en el laboratorio intentamos recrear las condiciones óptimas de estrés, que muchas veces son significativamente diferentes a las que se encuentran en la naturaleza. En cualquier caso, la condición recreada en el cultivo en suspensión está dirigida no solo a la producción de principios activos, sino también a la determinación de aquellos factores de estrés que inducen a las células a producir metabolitos secundarios.
Los cultivos en el interior del biorreactor deben estar adecuadamente sometidos a diversos estreses, que imitan elementos que estimulan la producción de metabolitos secundarios. Los biorreactores están estructurados de tal manera que determinen diferentes tipos de ciclo celular. Como ocurre en medio sólido, antes de inducir las células para producir metabolitos secundarios, de hecho es necesario estimular su multiplicación, lo que permite obtener un número conspicuo y adecuado para la síntesis de los principios activos.
En la preparación de un suelo líquido, se llevan a cabo los siguientes pasos:
1. Inoculación celular en medio líquido.
2. Condiciones de cultivo adecuadas para la multiplicación celular: el tipo de suelo y el método de cultivo en un biorreactor adecuado deben permitir la obtención de la biomasa deseada.
3. Condiciones de cultivo adecuadas para la producción de principios activos; el medio de cultivo se modifica y el cultivo se somete a tensiones mecánicas, esto conlleva una fuerte desaceleración de los fenómenos de duplicación a favor de la producción de metabolitos secundarios.
Cabe recordar que, para cualquier tipo de cultivo in vitro, se sigue una ruta de crecimiento precisa en el momento de la inoculación: primero la célula se estabiliza en el nuevo medio de cultivo, después de lo cual comienza a percibir los estímulos derivados de los constituyentes del medio. .La fase de adaptación es seguida por una fase de crecimiento exponencial, en la cual las células crecen considerablemente en número en un corto período de tiempo; esta fase de crecimiento exponencial es seguida por una fase de crecimiento estacionario, que ocurre cuando al menos uno de los constituyentes elementos del suelo se agota. Alcanzar la fase estacionaria determina el paso del cultivo de la etapa duplicativa a la productiva. En este nivel el biotecnólogo induce el mantenimiento de la fase estacionaria, o más bien productiva, minimizando el crecimiento numérico, para asegurar que las células produzcan metabolitos secundarios durante el mayor tiempo posible. Para lograr esto, los componentes de la tierra se varían no, especialmente hormonas y condiciones de cultivo, como pH, temperatura, aireación, luz y elicitación (un medio para inducir estrés físico o biológico en las células).
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