Blga-Mblga. Claudia V. Clavijo Koc Ing. Agroindustrial V Ciclo Microbiología de los alimentos

 Estudio de los organismos microscópicos  3 palabras griegas: mikros (pequeño), bios (vida) y logos (ciencia) estudio de la vida microscópica  Surgió como ciencia tras el descubrimiento y perfeccionamiento del microscopio.

Sus primeros dibujos fueron publicados en 1684

 Iniciador de la bacteriología médica moderna. Estudió botánica, física y matemáticas y MEDICINA.  Otros intereses: arqueología, antropología, las enfermedades ocupacionales, como el envenenamiento por plomo, y la bacteriología.

 Químico y biólogo francés que fundó la ciencia de la microbiología.  Comenzó investigando los procesos de fermentación del vino y la cerveza y descubrió la existencia de las bacterias que interferían en este proceso.  En 1861 introdujo los términos de aeróbico y anaeróbico, según las características de crecimiento de las levaduras.  Aplicó sus conclusiones al estudio de la causa y el desarrollo de las enfermedades y demostró la teoría de los gérmenes como causantes de las mismas.  Introdujo el término “virus” sin hacer distinción y “vacuna” en honor a Jenner  Desarrolló vacunas que consiguieron salvar miles de vidas: cólera aviar, antrax y rabia

 Descubrió que algunas colonias crecidas de S. aureus eran destruidas por el crecimiento del hongo Penicillium  Realizó la extracción del compuesto activo: penicilina

 Aerobiosis y anaerobiosis  En 1938 se observaron por primera vez los virus gracias a la invención del microscopio electrónico.  En las décadas de 1960 y 1970 se descubrieron numerosos virus y se determinaron sus características físicas y químicas.  Diversas técnicas innovadoras: microscopio electrónico de barrido o las técnicas de secuenciación del ácido desoxirribonucleico (ADN).  Descubrimiento de los priones por Stanley Prusiner y su equipo en 1982 ha abierto una vía de estudio dentro de la microbiología (simples proteínas desprovistas de material genético)  En 1988 Kary Mullis utiliza la enzima de Thermus aquaticus para estabilizar la PCR (premio Nobel en 1993)

 Organismos que no pueden ser observados a simple vista, al menos en parte de su ciclo.  Organismos que viven como células aisladas o entidades que contienen ácidos nucleicos capaces de replicarse, por lo menos en parte de su ciclo.  Incluidos: algas, hongos, protozoarios, bacterias y virus.

 La célula es la unidad anatómica, funcional y genética de los seres vivos. La célula es una estructura constituida por tres elementos básicos: 1.- membrana plasmática  2.- pared celular (células vegetales, bacterias) 3.- citoplasma 4.- material genético. Posee la capacidad de realizar tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción

 CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS POR EL NÚMERO DE CÉLULAS  MULTICELULARES:  MULTICELULARES: Organismos compuestos por más de una célula, pero de tamaño muy pequeño visible solamente al microscópio o estereoscópio, cuyo tamaño es de algunas micras. NematelmintosPlantelmintos

* UNICELULARES: * UNICELULARES: Microorganismos formados por una sola célula. Protozoario: Giardia lambia Bacteria: E.coli Levadura: Saccharomyces cereviceae

ACELULARES: ACELULARES: Partículas infecciosas, formadas por ácidos nucleicos y proteínas Virus Priones

 Células procariotas  No presentan membrana nuclear.  Presentan un solo cromosoma.  No presenta organelas citoplasmáticas.  Pueden presentar estructuras como flagelos y fimbrias  Se dividen por fisión binaria.

 Célula Eucariota  Posee una membrana nuclear.  Se observan organelas que cumplen diferentes funciones.  Presenta varios cromosomas.  Se divide por mitosis o meiosis.

ÁRBOL FILOGENÉTICO PROCARIOTAS

 La coloración gram sirve para clasificar en 02 grandes grupos:  Grampositivos: Son las bacterias que se tiñen de color violáceo a azul.  Gramnegativos: Son las bacterias que se tiñen de color fucsia a rosado.

 Cocos: Son de forma redondeada.  Bacilares: Son de forma alargadas (bastones)  Espirales: Tienen forma espiral  Cocobacilares. Staphylococcus aureus Escherichia coli Treponema palidum

 La formación de esporas es un mecanismo de resistencia de las bacterias, esta condición les permite resistir altas temperaturas y altas concentraciones de oxígeno, los esporulados más comunes son los géneros de Bacillus y Clostridium. Espora

LOS MICROORGANISMOS Y SUS HÁBITAS  Los microorganismos por su tamaño son dispersados por el aire y agua a grandes distancias.  El medio ambiente influye sobre el crecimiento y distribución de los microorganismo.  Los microorganismos se adaptan a diferentes ambientes, donde las variables o factores que influyen para su crecimiento son: temperatura, pH, Aw (disponibilidad de agua), oxígeno, presión, fuente de carbono.

 1.-Fase de latencia: Adaptación al medio de cultivo  2.- Fase logarítmica: Las células se reproducen en escala exponencial 10E7- 10E8.  3.- Fase estacionaria: La población se mantiene constante.  4.- Fase de muerte: No hay suficientes nutrientes o se han producido metabolito tóxicos que disminuye la población. Curva de crecimiento microbiano

 Temperatura: Los microorganismos en especial las bacterias y arqueas se desarrollan a diferentes rangos de temperatura y se clasifican en:  Psicrófilos: Se desarrollan a bajas temperaturas, algunos en lugares con temperaturas cercanas al punto de congelación.  Mesófilos: Crecen a temperaturas ambientales y corporales.  Termófilos: Crecen a temperaturas altas  Termófilos Extremos: Se han reportado bacterias que crecen en temperaturas mayores al punto de ebullición del agua.

 pH: El pH es una función logarítmica que representa 10 veces el cambio de concentración de hidrogeniones H+ y oxidrilos OH-  Se clasifican en:  Acidófilos : pH de 1 a 2: Hongos.  Neutrófilos: pH de 3-9 (E. coli).  Basófilos o Alcalófilos: pH > 9 Arthrospira platensis

 Disponibilidad de Agua: El agua se encuentra en casi todos los compuestos, y los microorganismos utilizan el agua disponible lo cual se mide en aw, estos valores van de 0 a 1, sindo 1 la mayor disponibilidad de agua y 0 no hay disponibilidad de agua. Los rangos de aw están entre 0,99 a 0,68  Osmosis: Paso de agua de una zona de menor concentración a mayor concentración Agua pura sin solutos (agua destilada) Lisis celular HIPOTÓNICO Alta concentración de solutos Plasmólisis HIPERÓTNICO Equilibrio osmótico ISOTÓNICO

 Halótolerantes: Los microorganismos capaces de crecer óptimamente en ausencia de sal, pero son capaces de tolerar hasta un 15 % (Coliformes)  Halófilos moderados: crecimiento optimo 3% y máximo hasta 15% Bacillus sp  Halófilos Extremos: (crecimiento optimo 15 hasta 25% Actinopolyspora  Osmófilos: Elevadas concentraciones de azúcar Saccharomyces sp  Xerófilos: Crecen en ambientes áridos: algunos mohos (hongos).

 OXÍGENO  A) AEROBIO: Crecen con tensión de oxígeno del aire (21 %), El oxígeno es el aceptor de electrones.  B)ANAERBIO EXTRICTO: El oxigeno es altamente tóxico y no permite su desarrollo.  C)ANAEROBIO FACULTATIVO: Crecen en condiciones aeróbicas y  D)MICROAERÓFILO: Crece a tensiones bajas de oxígeno (1 a 12 %).  anaeróbicas.  E)AEROTOLERANTE: Soportan el oxígeno pero la vía que utilizan es fermentativa.

 NUTRICIÓN: Principales elementos C,H,O,N y oligoelementos (minerales y vitaminas)  Obtención del carbono  Fotótrofos: Utilizan como fuente de energía la luz.  Quimiótrofos: Utilizan como fuente de energía elementos químicos.  Autótrofos: Utilizan el CO 2 y a partir de este obtienen los compuestos carbonados.  Heterótrofos: Utilizan compuestos orgánicos como fuentes de carbono y electrones.

 Fotótrofos + Autótrofos= Fotoautotrófos  Fotótrofos + Heterótrofos= Fotoheterótrofos:  Quimiotrótofos + Autótrofos= Quimioautrótrofos  Quimiotrótofos + Heterótrofos= Quimioheterótrofos.

 FUENTE DE NITRÓGENO  Asimilación del NH 3 y sales de amonio: Este es captado de los aminoácidos.  Fijación de nitrógeno: Es captado del ambiente y forma el ion amonio, para ser metabolizado en la celula.  Reducción de nitratos: Se realiza la reducción de nitratos a nitritos y este en amoniaco para ser incorporado a los aminoácidos  Hidrolizados proteícos: Las obtienen a través de compuestos proteícos los cuales son hidrolizados por enzimas extracelulares y se convierte en amoniaco para ser metabolizado en la célula.

 Factores de crecimiento  Protótrofo: Sintetizan su propio factor de crecimiento.  Auxótrofo: Requieren una fuente exógena de factores de crecimiento (Vitamina B)  Iones inorgánicos: Potasio, Magnesio, Manganeso, Calcio, Sodio, Fosfato, Hierro, Cobre, Cobalto y Niquel.

 M.o. en la producción de alimentos:  yogures y quesos (Roquefort, Brie, etc.)  Biotecnología  alcohol producido por levaduras  ácido oxálico utilizado en tintes y colorantes.  ácido propenoico (ácido acrílico) utilizado como intermediario en la producción de plásticos.  ácido láctico empleado para acidificar alimentos y como anticongelante.  ácido acético  enzimas utilizadas para aplicaciones tan diversas, como la eliminación de manchas en los tejidos (incorporación de enzimas a detergentes)  conversión de harina de maíz en miel utilizada como endulcorante  Industria farmacéutica: producción de antibióticos, drogas, hormonas (insulina y GH), factores de crecimiento, interferón, eritropoyetina, etc.