Crecimiento microbiano

Presentación del tema: "Crecimiento microbiano"— Transcripción de la presentación:

1 Crecimiento microbiano

2 Crecimiento Microbiano:
Cambio en el número de células por una unidad de tiempo determinada. Tiempo de generación (duplicación): Tiempo requerido para que una célula se divida en dos. El tiempo puede ser minutos, hora o días. Figure: 06-01 Caption: The general process of binary fission in a rod-shaped prokaryote. For simplicity, the nucleoid is depicted as a single circle in green.

3 30 años 30 minutos

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6 Figure: 06-06a-b Caption: The rate of growth of a microbial culture. (a) Data for a population that doubles every 30 min. (b) Data plotted on an arithmetic (left ordinate) and a logarithmic (right ordinate) scale.

7 Número de bacterias 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (horas) En alimentos
Alteración físico organoléptica Cambio en pH Olor Sabor Alteración biológica Patógenos Toxinas Número de bacterias Tiempo (horas)

8 Número de bacterias 0 1 2 3 4 5 6 Tiempo (horas) En alimentos
Favorecido por: Temperatura Composición Actividad de Agua Carga microbiana Número de bacterias Tiempo (horas)

9 Figure: 06-08 Caption: Typical growth curve for a bacterial population. See Sections 6.5 and 6.6 for a description of the counting methods employed.

10 Figure: 06-09 Caption: Direct microscopic counting procedure using the Petroff-Hausser counting chamber.

11 Figure: 06-11 Caption: Procedure for viable counting using serial dilutions of the sample and the pour plate method. The sterile liquid used for making dilutions can simply be water, but a balanced salt solution or growth medium may yield a higher recovery. The dilution factor is the reciprocal of the dilution. For spread plating (Figure 6.10), further dilutions may be necessary in order to spread samples of 0.1 ml.

12 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Temperatura Nutrientes pH Tiempo Disponibilidad de agua Oxígeno

13 Temperatura

14 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Temperatura Cada microorganismo es capaz de crecer en un rango muy determinado de temperatura. Este rango es conocido como temperaturas cardinales y establece las temperaturas mínimas, máximas y óptimas de crecimiento en función de la velocidad de crecimiento y la temperatura de incubación. La temperatura mínima es a la que el microorganismo ya no se detecta crecimiento a valores más bajos de temperatura. La actividad metabólica es mínima, las membranas se hacen más rígidas y los procesos de transporte son limitados o inexistentes. La temperatura optima es cuando el microorganismo registra la máxima velocidad de crecimiento y las reacciones enzimáticas ocurren a la máxima velocidad posible. La temperatura máxima es en la que el crecimiento no existe y se hace insostenible todo proceso bioquímico por la desnaturalización de proteínas y enzimas.

15 Figure: 06-16 Caption: Effect of temperature on growth rate and the molecular consequences for the cell. The three cardinal temperatures vary by organism.

16 Figure: 06-17 Caption: Relation of temperature to growth rates of a typical psychrophile, a typical mesophile, a typical thermophile, and two different hyperthermophiles. The temperature optima of the example organisms are shown on the graph.

17 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Acidez y alcalinidad Al igual que con la Tº cada microorganismo tiene un rango de pH dentro del que se puede desarrollar. A diferencia de la temperatura, el pH óptimo de desarrollo suele ser un valor muy bien definido para cada microorganismo. Acidófilos. Son los microorganismos que viven a valores de pH por debajo de 2. En general los hongos tienden a tolerar valores de pH más ácidos que las eubacterias. Alcalófilos. Son aquellos microorganismos que viven a valores de pH superiores a 10. Neutrófilos. Son aquellos microorganismos que viven a valores de pH cercano a la neutralidad (pH 6.0 a 8.0). INDEPENDIENTE DEL Ph DEL AMBIENTE, EL INTERIOR DE LA CÉLULA DEBE ESTAR CERCANO A UN VALOR 7.

18 Figure: 06-22 Caption: The pH scale. Note that although some microorganisms can live at very low or very high pH, the cell’s internal pH remains near neutrality.

19 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Actividad del agua (aw). Para el crecimiento microbiano es fundamental contar con agua para realizar todas las reacciones bioquímicas y enzimáticas. El agua difunde siempre desde una zona de alta concentración (baja concentración de solutos) a una zona de baja concentración de agua (alta concentración de solutos). La actividad de agua depende de la disponibilidad de ésta en el medio ambiente y de la concentración de solutos presentes en ella. Por lo que se relaciona bien con las concentraciones de NaCl.

20 Actividad de agua La disponibilidad de agua en un alimento es el agua que se encuentra libre en el mismo y es necesaria para que las bacterias se multipliquen. Este agua "no comprometido" con ningún nutriente recibe el nombre de actividad de agua (Aw). y se indica con un número que va desde 0 hasta 1. Alimento Carne Leche Harina Galletas Aw 0.98 0.99 0.70 0.60 Cuanto más cercano a cero es ese valor, menos disponible está el agua para las bacterias y mayor tiempo durará el alimento sin deteriorarse. La mayoría de los alimentos frescos tienen valores de actividad de agua cercanos a 1.

21 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Actividad del agua (aw). HALÓFILOS. Microorganismos que requieren del ión sodio para desarrollarse. Halófilos discretos (1-6 %) Halófilos moderados (6-15 %) Halófilos extremos (15-30 %) OSMÓFILOS. Microorganismos que viven en presencia de altos valores de azúcares XERÓFILOS. Microorganismos que viven en presencia de alta sequedad o ausencia de agua.

22 Figure: 06-23 Caption: Effect of sodium ion concentration on growth of microorganisms of different salt tolerances or requirements. The optimum NaCl concentration for marine microorganisms such as V. fischeri is about 3%; for extreme halophiles, it is between 15 and 30%, depending on the organism.

23 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Nutrientes. Los microorganismos que son patógenos y se transmiten por alimentos son considerados HETERÓTROFOS. Esto significa que al igual que un ser humano, ellos requieren de: Carbono Nitrógeno Azufre Microelementos Todos estos elementos están disponibles para ellos en nuestros alimentos al igual que para nosotros.

24 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Nitrógeno Se requiere en la forma amina y se obtiene de proteínas presentes en carnes, lacteos y huevos.

25 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Carbono Se obtiene de los carbohidratos y proteínas presentes en los distintos alimentos del tipo carbohidratos, carnes, azúcares.

26 Factores ambientales y crecimiento microbiano.
Oxígeno. AEROBIOS. Microorganismos que viven en ambientes con tensiones normales de oxígeno (21 % de O2). MICROARÓFILOS. Microorganismos que viven en presencia de niveles de oxígeno que están bajo la concentración presente en el aire (<21 %). ANAEROBIOS FACULTATIVOS. Microorganismos que pueden vivir en ausencia de oxígeno o en su presencia. ANAEROBIOS. Microorganismos incapaces de crecer en presencia de O2.

27 Figure: 06-25a-e Caption: Aerobic, anaerobic, facultative, microaerophilic, and aerotolerant anaerobe growth, as revealed by the position of microbial colonies (depicted here as black dots) within tubes of thioglycolate broth culture medium. A small amount of agar has been added to keep the liquid from becoming disturbed and the redox dye, resazurin, which is pink when oxidized and colorless when reduced, is added as a redox indicator. (a) Oxygen penetrates only a short distance into the tube, so obligate aerobes grow only at the surface. (b) Anaerobes, being sensitive to oxygen, grow only away from the surface. (c) Facultative aerobes are able to grow in either the presence or the absence of oxygen and thus grow throughout the tube. However, better growth occurs near the surface because these organisms can respire. (d) Microaerophiles grow away from the most oxic zone. (e) Aerotolerant anaerobes grow throughout the tube. However, growth is no better near the surface because these organisms can only ferment.

28 Figure: 06-26a Caption: Incubation under anoxic conditions. (a) Anoxic jar. A chemical reaction in the envelope in the jar generates H2 + CO2. The H2 reacts with O2 in the jar on the surface of a palladium catalyst to yield H2O; the final atmosphere contains N2, H2, and CO2.

29 Figure: 29-02 Caption: Gram stain of Clostridium perfringens. The individual gram-positive bacilli are about 1 µm in diameter.

30 Figure: 29-01 Caption: Changes in cans as a result of microbial spoilage. (a) Normal can; the top of the can is slightly indented due to negative pressure (vacuum) inside. (b) Swelling resulting from minimal gas-production. Note that the top is slightly distended. (c) Severe swelling due to extensive gas production. (d) The can shown in (c) was dropped and the gas pressure resulted in a violent explosion, tearing the lid apart.

31 Esterilización y Desinfección
Dentro del área de la salud pública, controlar el crecimiento bacteriano es fundamental para prevenir la transmisión de enfermedades infecciosas e intoxicaciones alimentarias. El crecimiento microbiano puede ser controlado aplicando procedimientos que limiten dicho crecimiento (inhibición), o que maten los microorganismos de un ambiente particular. Estos procedimientos pueden ser físicos o químicos. En términos generales, ellos comprenden la esterilización, la desinfección y el uso de antimicrobianos.

32 Desinfección: tiene por objeto la destrucción de los microorganismos con el fin de disminuir su número a niveles mínimos. Esto se logra mediante el uso de agentes químicos denominados desinfectantes. Asepsia: término aplicado a los procedimientos utilizados para prevenir que los microorganismos progresen en un ambiente determinado, por ejemplo: quirófanos, líneas de procesamineto de alimentos, líneas de conservación de alimentos. Antisépticos: agentes desinfectantes que pueden aplicarse sobre las superficies corporales con el fin de reducir la microbiota normal y los contaminantes microbianos de carácter patógeno. Tienen un menor grado de toxicidad que los desinfectantes y en general, menor grado de actividad.

33 Esterilización: es un proceso (físico o químico), que destruye toda forma de vida microbiana, incluidas las esporas.

34 Métodos FISICOS Tipos Procedimiento Condiciones de uso QUIMICOS
Calor húmedo Autoclave Tindalización Horno a presión que consiste en una cámara en la que el aire puede ser sustituido por vapor de agua a presión. Útil para esterilizar medios de cultivo o soluciones. Se somete el producto que se desea esterilizar, a calentamientos intermitentes entre 56 y 100ºC. En los intervalos se deja a 37ºC o a temperatura ambiente. 121ºC a 1 atmósfera de presión por 15 a 20 min. 56 a 100ºC por 30 min. Intervalo a 37ºC. Repetir el ciclo. Calor seco Flameado Incineración Horno Pasteur Exposición de un objeto pequeño al efecto de una llama hasta incandescencia (ej. asa de cultivo a la llama del mechero). Aplicación de alta temperatura a aquellos productos en los que no importa se destrucción (ej. desechos como apósitos, basura, etc.). Horno en el que se aplica aire caliente, que, al tener menor eficacia que el calor directo, se aplica a altas temperaturas por largo tiempo. Eficaz para esterilizar material de vidrio y metales (ej. instrumental odontológico). Alta temperatura 180ºC por 2 h. Radiaciones Luz ultra violeta Ionizantes Útil en la preparación de vacunas, esterilización de áreas hospitalarias críticas (quirófanos, salas de prematuros, etc.). Se usan principalmente en procesos industriales para esterilizar dispositivos quirúrgicos (guantes, jeringas). Filtración Útil para esterilizar líquidos. Los microorganismos quedan retenidos en el filtro. QUIMICOS Oxido de etileno Formaldehído Glutaraldehído Gas inflamable eficaz en la esterilización de sustancias termolábiles: prótesis, catéteres, etc. Después de aplicar se debe airear el material debido al carácter mutagénico del gas. En forma gaseosa y en cámara cerrada se usa en la esterilización hospitalaria y en la industria farmaceútica. También se usa como desinfectante ambiental en salas altamente contaminadas, que una vez tratadas deben airearse. Se emplea sobre todo en oftalmología y otorrinolaringología. En la esterilización de instrumentos ópticos y los usados en terapia respiratoria. Se expone el material a 5-10% de óxido de etileno en anhídrido carbónico a 50-60ºC con humedad controlada por 4-6 h. Se usa disuelto en agua al 40%. Se aplica sumergiendo el material en una solución al 2%.

35 Esterilización: es un proceso (físico o químico), que destruye toda forma de vida microbiana, incluidas las esporas.

36 Antimicrobianos: sustancias químicas producidas por microorganismos (antibióticos) o sintetizadas químicamente (agentes quimioterapeúticos), los cuales a bajas concentraciones son capaces de inhibir, e incluso de destruir, microorganismos sin producir efectos tóxicos en el huésped. En relación al microorganismo que inactivan se clasifican como antibacterianos, antivirales, antifúngicos y antiprotozoarios. Los antimicrobianos ejercen su acción en forma específica sobre alguna estructura o función microbiana. Poseen una elevada potencia biológica, es decir, que inhiben o destruyen las bacterias a muy baja concentración. Presentan una toxicidad selectiva, es decir, una mínima toxicidad para las células del organismo huésped. Esto es una diferencia fundamental con los antisépticos y desinfectantes, que también poseen alta eficacia antimicrobiana a bajas concentraciones, pero que son muy tóxicos para las células humanas.

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40 FASES DE CRECIMIENTO MICROBIANO:
El crecimiento de un cultivo microbiano se divide en tres etapas claramente diferenciables: Fase de latencia: Etapa en la cual un inóculo proveniente de otro medio de cultivo al ser puesto en un medio fresco no crece. Fase exponencial: Etapa en la que las células están dividiéndose, por lo que crecen de manera exponencial. La velocidad varía de una especie a otra y depende de parámetros ambientales como la temperatura. Fase estacionaria: Etapa en la que los nutrientes se agotan y el crecimiento exponencial cesa.Hay actividad metabólica de síntesis y energía. Fase de muerte: Las células ya no crecen ni realizan actividades metabólicas. Hay lisis celular. 1 2 3 4 Tiempo Nº de microorganismos viables