Resumen de la materia

Microbiología y parasitología

La microbiología se encuentra dentro de la biología sistematica y la

parasitología se encuentra dentro de la ecología
Los seres vivos se clasifican en 5 grupos
 Procariotas- microorganismos muy elementales
 Fungy- hongos
 Protistas - microorganismos eucariotas
 Plantas
 animales
En su estudio se abordara

Tipo de Mo Células
 Protozoos  Eucariotas ( reino protista)
 Bacterias  Procariotas
 Virus  Estructuras subcelulares
 Hongos  Eucariotas ( reino protista)

 helmintos  eucariotas
 artrópodos  eucariotas

En su mayoría son unicelulares y solo algunos pluricelulares

Que es la parasitología?
Significa asociación con otro ser vivo

Parasito: todo ser vivo que habita en la superficie o interior de otro ser
vivo, puede desarrolarse y multiplicarse a expensas de este

Tamaños relativos de Mo
 átomos 0,1 nm
 moléculas 1 nm
 virus 10 a 250nm
 bacterias 0,25 a 10 µm
 célula animal 10µm
 célula vegetal 100µm

 células eucariotas 10 a 50µm

Células eucariotas Células procariotas ( bacteroias)

 microtubulos  Pared celular
 mitocondrias  Membrana plasmática
 nucleo  Citoplasma
 centriolos  Ribosomas
 veciculas  Nucleoides
 citosol  Membrana externa
 RER REL  Peptidoglicanos
 Ribosoma  Capsula
 Membrana plasmática  Flagelos
 Flagelo  Mesosomas
 Lisosomas  Pilis
 Aparato de Golgi  Vesículas de gas
 Esporas
 Celula animal Celula vegetal
 No contiene pared celular  si contiene pared celular
 No posee cloroplastos  si posee
 Vacuolas pequeñas  vacuolas grandes
 Glucógeno  almidón
 Forma iregular  forma irregular

PARASITOS
PRESENTAN CELULAS EUCARIOTAS, habitan dentro de un huésped u
hospedador, y presentan ciclos simples y complejos, pueden habitar
dentro de otro ser vivo, de forma facultativa u obligados
Clasificación
UICELULARES PROTOZOOARIOS
Rizopodarios Pseudopodos Entoameba coli
Ciliados Cilios Balantidium coli
Flagelados Flagelos Tripanosoma
Esporozoarios esporas Toxoplasma

PLURICELULARES – METAZOARIOS
Son helmintos o gussanos
Platodes Son aplanados o Tenia salinum
segmentados, cuerpo
en forma de hoja
Nematodes Cilíndricos, mas Oxiuros
complejos
Son artrópodos
 los parasotps NO se multiplican en alimentos
 no crecen en medios de cultivo ( laboratorios)
 se evidencian por métodos directos.
Características de los protozoarios
 organismos unicelulares primitivos eucariotas
 de mayor tamali dentro de la microbiología
 no presentan color
 carecen de pared celular
 son móviles
 habitan en aguas, suelos
 se alimentan de vacuolas, material orgánico
 eliminan desechos por extruccion
 ciclos vitales específicos de cada especie
 reproducción mitótica, sexual y asexual
METAZOARIOS
Reproducción sexual pero en su mayoría asexual
 ORGANISMOS PLURICELULARES COMPLEJOS
 Cuerpos alargados
 Tamaño hasta de 1 m
 Sistemas primitivos
 Cubiertos de una cuticula proteica

Reproducción

 Risoparodes--asexual
 Espozoarios- sexual
 Flagelados--- asexual
 Ciliados
 Helmintos-- asexual

HONGOS
 Organismos eucariotas
 Uni y pluricelulares
 Reproducción sexual y asexual
 No tienen clorofila
 Son heterótrofos
 Presentan pared celular característica
 No necesitan colonizar para perpetuarse

MICOLOGIA- ciencia que estudia los hongos.

Partes de un hongo:
 Micelio- forman las hifas, son filamentos se encuentran bajo tierra
 Hifas: filamentos tubilares, con pared rigida
 Talo : cuerpo o unidad vegetativa del hongo, es filamentoso, iunicelular y
multinucleado

Celula de un hongo

 capsula
 Pared celular: rigida, multiestratificada: con quitina: polímero de N-Acetil
glucosamina, mutanos, glucanos y polipéptidos
 Membrana plasmática
 Mitocondrias
 Ribosomas
 Nucleo
Clasificación de hongos
Según su morfología tipos
Dimorficos Bacidiomycetos (grandes)
Levaduriformes Zygomyceto ( exporangeos)
Filamentosos ascomycetos
Deuteromycetos
Saprofitos Parasitos
Simbiontes venenosos
Coemnsales
Patógenos
Según su forma de vida
 BACTERIAS
 Organismos procariotas,pueden crecer en medios de cultivo, existe una gran
variedad y clasificaciones
Según sus formas
Bacilos rectos Bacilos con Bacilos en forma esporulados
ramificaciones de coma
En forma de golf espirilados
Coco diplococo Diplococo estafilooco
encapsulado
Estreptococo sarcina tierada
Vibrios Barras alargadas filamentosos espiroquetas
Bacilo streptobacilo cocobacilo
Diplobacilo

Clasificación según su pared celular

Gram – Gram +
 Peptidoglicano menor longitud  Peptidoglicano mayor longitud
 lipolisacaridos  Acidos teicoicos y lipoteicoicos

Su división bacteriana se da por fisión binaria

VIRUS
 Virulogia: rama de la biologia que estudia los virus

 Son estrucutras subcelulares

 Organismos obligados a vivir dentro de una célula

 Su material genético contiene ADN O ARN

 Cubiertos por una cubierta proteína denominada capside

 Son incapaces de multiplicarse fuera de la célula huésped

 Pueden ser desnudos o cubiertos

 Clasificación
Tipoa de acidos nucleicos Según su cubierta
 ARN SIMPLE O DOBLE  Desnudos
 Adn simple o doble  Cubiertos

Los virus infectan a celulas animales, vegetales y bacterias

 no pueden replicarse en medios de cultivo en el laboratorio

 ciclo lítico: infección de celulasm la eliminan

 ciclo lisogenico: el material genético viral se incorpora dentro del material

genético de las células

división celular :
células eucariotas – procariotas y
replicación viral

ADN bacteriano
 presentan una estrucutura circula
 enrrollado similar a la estructura de proteínas
 cerado covalente
 haploide

En fase estacionaria: uno en cada célula

Las bacterias se multiplican por fisión biraria tanto GRAM + Y GRAM –

REPLICACION VIRAL (bacteriófago)

 absorción y fijación del virus a una bacteria
 inyección del material genetico
 síntesis de enzimas virales y replicación del material genético viral
 síntesis de cubierta proteicas, encapsidación del material genético
 ensamblaje
 lisis y liberación de partículas virales

__________________________________________

Replicación de células eucariotas

 señalización
 replicación de ADN
 segregación
 citocinesis

síntesis proteica
las proteínas se sintetizan con la ayuda de ácidos nucleicos ADN y ARN
Para que la célula pueda disponer de las sustancias químicas que le
permiten ejecutar las funciones vitales
 3 TIPOS DE ARN
a) RNAm (mensajero) de transcripción
Transcripción, eliminación de intrones, y agrupamiento de exones

b) RNA ribosomal
c) RNA t (transferencia

ALGUNOS CONCEPTOS
Gen: secuencia de ADN requerida para la síntesis de una proteína,
polipéptido funcional o RNA funcional

• Locus: sitio enque se ubica el gen

Partes funcionales de un gen

-promotor: inicia transcripción
-codificador
-reguladores: amplificadores, inhibidores
-terminación

Características de DNA en eucariotas

• DNA en el interior del núcleo
• Acomplejado con proteínas: histonas
• Cromosomas: una sola molécula lineal de DNA
• Dentro del nucleo soma (empaquetamiento de DNA en proteina),
estos se agregan,forman cromatina que luego integra el cromosoma
• Número alto de genes
• 50 y 250x106 pares de bases Genes partidos endosomás regiones
codificadoras separadas por regiones no codificadoras
• Exones: codificantes
• Intrones: no codificantes
• Diferente tamaño de genomas según la especie
•Presencia de 100.000 genes que representan solo el 10% del DNA
nuclear
• Las Unidades de transcripción eucarionte: a mRNA monocistrónico,
ya que siempre se inicia en el triplete de iniciación, y luego se
transcribe a una única proteína

DNA en procariotas
• DNA desnudo
• En forma de ccc
• E.coli: 4700 pares de bases
•Contienen información para construir moléculas de proteínas
• Aveces se denomina nucleoide
• Superenrollado, asociado a poliaminas
• Sin intrones
•Con operón: región controladora de transcripción
• Genes estrechamente agrupados con muy escasos intervalos no
codificadores
• Se transcribe a un solo mRNA policistrónico, colineal, que luego es
traducido a la proteína • Se traduce a varias copias de la misma
proteína

Concepto de operόn
operόn: unidad de transcripción: disposiciόn de genes en grupo
funcional, que opera como una unidad a partir de un único sitio de
inicio de transcripciόn
 diferentes sistemas de trasferencia de genes en bacterias
 Para la trasferencia de material genetico en bacterias, lo hacen a través de
una conjugación entre 2 bacterias

 un transducción a traves de fagos o bacteriófagos

 trasferencias de ADN libre

diferencias en sistemas de proteínas

propiedades Procariotas archaea eucariotas
Grupos filogénicos Bacterias Algas, hongos,
vegetales,, animal
Membrana No si
nuclear
Nucléolo no Si
ADN generalmente circular y Lineal, formando los
covalentemente cerrada, no cromosomas, y
acomplejada con histonas (otros frecuentemente se
DNAs en plásmidos) acompleja con histonas
División Fision binaria Mitosis, con huso
microtubular
Reproducción Proceso fragmentario, unidireccional. Proceso regular.
sexual Por lo general solo se reordenan Meiosis,
partes de la dotación genética reordenamiento de la
dotación cromosómica
completa
Intrones en los raros frecuente
genes
Membrana Habitualmente carece de esteroles; Existen generalmente
citoplasmática pueden existir hopanoide esteroles; ausencia de
hopanoides
m. internas sencillas complejas
Ribosomas 70 s 80s
Orgánulos no Si
membranosos
Sist respiratorio Forma parte de la membrana En mitocondrias
 citoplasmática , ausencia de
mitocondrias
Pigmentos Membranas internas o clorosomas cloroplastos
fotocinteticos
Paredes celulares Presentes en la mayoria Presentes en todos
exceptos animales
Endoesporas Si, termoresistentes No
Veciculas de gas Presentes en algunas No
Movimiento Los flagelos se componen de un solo Flagelos o cilios. Están
flagelar tipo de proteína cuya disposición da formados por
lugar a una fibra que se ancla a la microtúbulos. No rotan
pared celular y la membrana. Los
flagelos rotan
Microtubulos del Motilidad, deslizamiento Corriente citoplasmática
citoesqueleto y corriente ameboide;
motilidad por
deslizamiento
tamaño Habitualmente < 2µm de diámetro 2 a >100 µm de
diámetro

crecimiento microbiano
Definición: aumento ordenado de todas las estructuras y constituyentes
celulares de un organismo

Crecimiento celular: implica el incremento del tamaño y peso de una

célula

Crecimiento poblacional o proliferación: incremento del número de células

como consecuencia del crecimiento y división celular
Crecimiento microbiano: crecimiento de procariotas o eucariotas
multicelulares que pueden crecer en medios adecuados (naturaleso
artificiales
Implica mas de 2000 reacciones bioquímicas de diferente tipo:
-transformaciones energéticas
-síntesis de pequeñas moléculas
 -síntesis de cofa ctores o enzimas
-polimerización
-ensamblaje de macromoléculas y formación de estructuras celulares

Dato: las bacterias pueden crecer en un medio de cultivo controlado

duplicando su cantidad por segundo
Como se cuantifican?
Por ej: determinando el número de células que hay en diferentes tiempos,
y en condiciones físico-químicas fijas
 sistemas cerrados
 curvas de crecimiento

parámetros de crecimiento
 Tiempo de generación o duplicación: tiempo requerido para que de una
célula se formen dos células: tiempo en que se duplica la población
 Velocidad de crecimiento o tasa de crecimiento: cambio en el número de
células o masa de células por unidad de tiempo O número de generaciones
que ocurren en un tiempo

Su crecimiento dependerá de las condiciones de su medio

 Ph., temperatura, nutrientes, aspectos del microorganismo , genética, etc

fases de crecimiento o curva de crecimiento

 fase de latencia
 fase exponencial
 fase estacionaria
 fase de muerte
fase estacionaria
fase exponencial

fase de latencia fase de muerte

fases caracteristicas factores

Latencia periodo de adaptación, -no hay -estado fisiológico
 división celular -células incrementan
información genética -
su tamaño -síntesis de Enzimas, RNA cultivo previo y edad -
y proteínas -No síntesis de DNA cantidad de inóculo -
tiempo de generación -
daño
Exponencial división celular activa -población Temperatura
uniforme -células viables -tamaño Ph
constante -duplicación de DNA, RNA, Nutrientes
proteínas Características m.o
Estacionaria -No hay crecimiento -Si división Especie microbiana
celular -células mas pequeñas -
producción de metabolitos
secundarios y antibióticos -
endosporas -número de viables es
constante
Muerte

DETERMINACIÓN DE NÚMERO DE CÉLULAS

. vivas y muertas: cuantificación del número total de microorganismos
En leche, suelo, vacunas. Ventaja: rapidez

-En portaobjetos: 0.01 ml se disemina, colorea, y se cuenta todas las

células en diferentes campos de un área conocida, y se toma el promedio

-En cámara:es rápido, pero tedioso, las células pequeñas no se ven, Error
superior al 10% (cadenas, grumos), numero de células mayor de 106

-En contador automático: error por volumen bacteriano pequeño y células

que no se separan después de división

Método de diluciones sucesivas: Resultados en UFC Alimentos, lechería,

medicina, acuático, altamente sensible y permite aislar los m.o.

b) Filtración en membranas:
• M.o de agua, aire, o de muestras muy diluidas • Son retenidas por las
membranas estériles, que tienen poros de diferente tamaño
• Las membranas se colocan en medios de cultivo (Petrifilm)
 Método del número mas probable: NMP: células vivas
• Se aplica en alimentos, para evaluar el crecimiento de patógenos
• Se siembran 3 a 4 grupos de 3, 4 y 5 diluciones • Es sensible y
seguro
• Permite la determinación estadística de cuantas bacterias hay
en una muestra
• Se observa que tubos muestran crecimiento después de la
incubación

Métodos que determinan masa celular

Biomasa Método directo Método indirecto

Unidad básica que se usa Peso seco: contenido Turbidencia
para medida de actividad sólido Calentamiento a
metabólica o de un 105°C hasta Peso
constituyente químico de constante
los microorganismos

Determinación de constituyentes celulares

 proteínas
 ácidos nucleicos
 ATP, NAD
Se expresa como mg/ g de masa seca
 • Varia de un m.o. a otro
• Se aplica para un mismo m.o
• Depende del estado fisiológico del m.o
• Por bioluminiscencia o fluorescencia
Como y dónde crecen los microorganismos en el laboratorio??

• Medios de cultivo: medioambientes naturales o artificiales que

contienen los nutrientes suficientes para que un microorganismo
semultiplique
Clasificación de medios de cultivo
 Líquidos : ej leche
 Sólidos : agar-agar
 Simples: ( muy pocos componentes) ej agua
 Complejos ( muchos componentes)
Químicamente Definidos ( componentes conocidos)
 Selectivos: ( permite de forma selectiva el crecimiento de
microorganismos)
 Diferenciales: permite el crecimiento selectivo pero por indicaciones
de color o forma por ej
 Enriquecidos: aporte de vitaminas, a.a , etc enriquecido de estas
sustancias

Aislamiento: implica separar, aislar a un microorganismo de los

otros microorganismos que están en la muestra para su posterior
identificación y/o clasificación

Como se clasifican e identifican los m.o

Identificación Pruebas bioquimicas Taxonomía molecular
morfológica
Coloraciones, (fenotificacion) por Identificación genética (ge
examen directo cultivos y en notificación) a partir de
microorganismos muestras originales o de
aislados cultivo
tipo de nutrición,
estructura química de
pared, inclusiones,
cápsula, pigmentos,
capacidad de usar
C,N,S, sus productos
de fermentación,
tolerancias, etc

En Microbiología la Unidad Taxonómica básica es Cepa:

microorganismos que tienen el mismo patrimonio genético.

Sistema binomial de bacterias

A todas las bacterias se les asigna un nombre de género y de
especie ( se conoce su ADN O ARN)
• El género se puede abreviar, no la especie Escherichia coli: E.coli
- GENERO

Identificación genética
Se dirige a conocer la secuencia de ácidos nucleicos de algún sitio
específico del genoma microbiano
• Según la secuencia de esos nucleótidos se identifican en género,
especie o cepa

Técnicas usuadas
 DGGE / TGGE
 T-RFLP
 PCR-ARDRA
 RISA/ARISA-PCR
 RAPD
 PCR
 FISH
Objetivo final
Identificación microbiana
Clasificación taxonómica
Cuantificación de microorganismos
Viabilidad celular
Estudios fisiológicosç

Como evidenciamos los microorganismos??

• Con el uso de lentes que permiten incrementar el tamaño de las
estructuras: Microscopio
• El aumento se puede incrementar prácticamente sin límites (M.
óptico: hasta 1500 veces)
• La resolución está limitada por las propiedades físicas de la luz.
Es lo que dicta los límites de lo que podemos observar
Limite de resolución de microscopio óptico: 0.2 µm (200 nm)

Clasificación de medios de cultivo

Líquidos
Sólidos - ej leche
Simples - agua
Complejos -- contienen compùestos no conocidos-
contienen sustancias conocidas
Químicamente Definidos
Selectivos --- permiten el crecimiento se
lectivo de solo agubos m.o
Diferenciales - permiten el crecimiento selectivo pero a
causa de xiertos parámetros
como la temperatura
 Enriquecidos --- enriiquecidos de a.a , vit , acidso grasos , etc

MICROSCOPIO OPTICO
El microscopio óptico se compone de una parte mecánica que
sirve de soporte y una parte óptica formada por tres sistemas de
lentes:

 el condensador,
 el objetivo
 el ocular

Tipos de microscopios ópticos

• A) Microscopio óptico se compone de una parte mecánica que

sirve de soporte y una parte óptica formada por tres sistemas de
lentes: el condensador, el objetivo y el ocular. Para preparados
fijados o coloreados (células muertas).

• B) Microscopio de fluorescencia: emplea luz fluorescente que

emite a diferentes longitudes de onda y excita partículas capaces
de emitir fluorescencia o estructuras tratadas con colorantes
fluorescentes.
• C) Microscopio de contraste de fase: con sistema óptico especial
que transforma diferencias de fases de los rayos luminosos en
diferencias de intensidad. Las estructuras celulares aparecen
oscuras (fase positiva ) o claras (fase negativa) por las diferencias
en el índice de refracción. Preparados en fresco (células vivas).
 • D) Microscopio de campo oscuro: tiene un condensador especial
que dirige los rayos luminosos solo desde los lados, de manera
que ilumina la muestra oblicuamente. Mejor poder de resolución.
Para motilidad.
• E) Microscopio de polarización: emplea un haz luminoso
polarizado que al atravesar las células puede pasar por estructuras
cristalinas o constituidas por moléculas elongadas y paralelas que
dividen el haz polarizado en dos, cuyos planos son
perpendiculares. Tiene dos prismas o dos discos polarizados.
• F) Microscopio confocal: utiliza una iluminación realizada por un
delgado haz de rayos láser, que barre el corte iluminado

Como se observan los microorganismos al microscopio óptico?

A) en fresco: entre cubre y portaobjetos

• B) coloreados
• C) empleando otras estrategias:
-inmunofluorescencia
-contraste de fases
-campo oscuro
-confocal

Microscopio electrónico
• de transmisión
• de barrido
Aumento: hasta 100.000X
Poder de resolución: 0.001u

Microscopio E de transmision Microscopio E de barrido

 Permite conocer ultraestructura  Muestra se cubre con fina capa
detallada de metal pesado (ej oro)
• Iluminación: haz de electrones • El haz de electrones barre la
• Electromagnetos en alto vacio: superficie
función de lentes • Se recogen en una pantalla que
• Cortes ultrafinos por bajo poder de proyecta imagen
penetración de electrones • Gran profundidad de campos,
• Preparaciones se tratan con ácido pero solo se observa superficie de
ósmico, permanganato, uranio, plomo los objetos

Control del crecimiento microbiano

Objetivos:
a) Proteger la salud y el medio ambiente
b) Mantener la calidad de alimentos, medicamentos y gran
variedad de productos

Cuales son las razones para controlar el crecimiento de los m.o?

A) Prevenir transmisión de enfermedades en el hombre y

animales
B) Evitar el deterioro de alimentos y diversos materiales
C) Evitar la contaminación en procesos industriales, en
tratamientos médicos, quirúrgicos, laboratorios de diagnóstico e
investigación
D) Controlar la contaminación en las piscinas y sistemas acuáticos
de refrigeración
E) Disminuir la incidencia de enfermedades en productos agrícolas

Definiciones
Esterilizar: matar o eliminar toda forma de vida en estado
vegetativo o esporulado, de un objeto, sustancia o ambiente
• Asepsia: procedimientos para prevenir o reducir la transmisión
de microorganismos

• Desinfección: procedimiento que se dirige a reducir el numero

de microorganismos, pero no necesariamente su eliminación total
es la reducción o eliminación de microorganismos patógenos en
los materiales, para que no sean más un elemento peligroso.

• Cida: matar. Microbicida, Bactericida, Fungicida, Viricida

• Estático: detener el crecimiento: Microbiostático,

Bacteriostático,

Como se decide el metodo a aplicar para esterilizar o desinfectar?

Se deben tener en cuenta:

A) Microorganismos:
-naturaleza de m.o a eliminar (virus, bacteria, hongos, parásitos)
-grado de eliminación de m.o requerido -número de
microorganismos

• B) Instrumental y equipamiento -uso y destino -naturaleza de los

constituyentes

• C) Costo del tratamiento o procedimiento

• D) Accesibilidad de la técnica a emplear

 • E) Impacto mediambiental

resistencia al calor de los diferentes m.o

Mayor resistencia
Priones
Endosporas bacterianas Micobacterias
Virus desnudos
Hongos
Bacterias
Virus cubiertos

Clasificación de agentes esterilizantes

Agentes fisicos
calor Calor húmedo  Vapoe bajo presión -Autoclave
 Tindalización Tindalización -
 uperizacion Pasteurización
(no es
esterilización
-Ebullición (no
es
esterilización)
Calor seco  Flameado
 Insinearacion
 Aire caliente
FILTRACION
RADIACION Ionizante Rayos X,Y,B
No ionizante Raypos UV

Calor himedo
Vapor saturado bajo presión
• El calor en forma de vapor a saturación y a una presión superior
a la atmosférica proporciona temperaturas mayores que las que
se obtiene por ebullición
• La presión de vapor: es de 1 atmósfera por encima de la presión
atmosférica, lo que alcanza una temperatura de 121°C
• El tiempo de exposición depende el volumen del líquido a
esterilizar
• Lo mas frecuente: 15 minutos a 121°C

Vapor fluente o tindalización

• Para sustancias que no resisten las temperaturas de autoclave

• Tres calentamientos sucesivos, (generalmente 30 minutos a
100°C tres días sucesivos), con intervalos de incubación de 24
horas a 37°C
• Es un proceso discontinuo con períodos de incubación
intercalados
• Uso: esterilización de productos de baja resistencia térmica
cuando no existe otra opción

Apertización- Upperización
• Proceso por el cual se destruyen los microorganismos (formas
vegetativas y esporulados) que pueden crecer en el producto
tratado en las condiciones de distribución y almacenamiento
• Usos: producción de conservas en la industria alimentaria:
Esterilidad comercial
• Esporas de C.botulinum: 3-4 min 121°C

Pasteurización
• No es proceso de esterilización
• Reduce la población microbiana en un líquido
• Solo se destruye cierto tipo de m.o pero no a todos
 • Tradicional: 63-65°C por 30 minutos: Low Tempetarure Holding
(LHT)
• Flash: 72°C por 15 seg y se enfría rápidamente (HTST: High
temperature, Short Time)
• Ultrapasteurización (UHT: UltraHigh Temperature), 150°C por 1-
3 seg -Proceso continuo -Requiere envasado aséptico -Logra
esterilidad comercial

Ebullición:
no es un proceso de esterilización
• Temperatura: 96-100°C
• Tiempo: variable
Usos:
-Desinfección de instrumentos
-Preparación de conservas

Calor seco
Incineración-Flameado
• Destrucción de microorganismos por combustión o cremación
• Laboratorios: flameado en mecheros Bunsen • Hospitales:
cremación
• Residuos patológicos: cremación

Calor humedo Calor seco insineraion flameado

Transmision Oxidacion oxidacion oxidacion Oxidación
de calor
Mecanismo Cuagulacion y Oxidacion oxidacion oxidacion
de acción desnaturalizaci desnaturali
on de p zacvion de
P
Tº y tiempo 121ºC 15min 160-180ºC
2 hs
materiales Material textilVidrio
Caucho Metales
Liquidos Porcelana
hidrosolubles Talcos
Medios de Polcos
cultivo Grasas
Aceites
Parafina
Vaselina
No grasas No No textiles
lípidos No mat No acuosas
que no sea No gomas
hidrosoluble No plásticos
No látex

Parámetros de destrucción o muert

Tasa de mortalidad: fracción de población inicial que sobrevive a

una dada temperatura por un periodo determinado de tiempo

Tiempo de reducción decimal (D): tiempo requerido para reducir a

la 1/10 parte la densidad de población a una dada temperatura

Tiempo de muerte térmica: tiempo al cual se mueren todas las

células a una dada temperatura

Cada microorganismo tiene un D que se determina

experimentalmente, y en cada tipo de alimento D65= 0.02 a 0.25
min para m.o D60 lev= 0.5 a 30 min D125esporul: 4-5 min

En alimentos se emplea z: modificación de temperatura que

produce una variación de 10 veces en D
 Filtración por membranas

Proteinas, azúcares, vitaminas, suero, sustancias sensibles a la

temperatura (en solución)
Radiaciones electromagnéticas
Radiación ionizante Radiación no ionizante
La radiación ionizante: flujo de  Lámparas germicidas
partículas o fotones de elevada energía UV: λ: 100 a 400 nm
que producen ionización al atravesar la Luz UV: las radiaciones con
materia. Longitud de onda de alrededor de
• Ionizan los átomos, desplazando a 265 nm tienen mayor eficacia
los electrones de sus órbitas y como bactericidas (200-295nm)
confiriéndoles propiedades • Poca capacidad de penetración
fisicoquímicas distintas a los átomos. • Se usa para reducir la población
• La ionización es la formación de un microbiana en quirófanos, cuartos
par de iones, el negativo (el electrón de industria farmacéutica,
libre) y el positivo (el átomo sin uno de superficies contaminadas en
sus electrones). industria de alimentos y leche, y
• Las radiaciones ionizantes bodegas de carne refrigerada
(electromagnéticas o corpusculares)
poseen una energía, longitud de onda
y frecuencia tales que al interaccionar
con un medio le transfieren energía
suficiente para separar a un electrón
de su átomo.
Es una radiación electromagnética con
suficiente energía para producir iones
y otras especies moleculares reactivas,
a partir de las moléculas con las que
colisionan las partículas de la radiación
Producen e-, OH-, H

ά son características de los elementos

pesados
las de tipo
β-, son electrones procedentes del
núcleo las de tipo
β+, son positrones procedentes del
núcleo
γ, son ondas electromagnéticas de alta
energía

MAS DE RADIACIONES IONIZANTES

Se generan rayos cargados de energía (iones) que afectan al núcleo de
la materia viva. • La energía se libera, se transforma en calor e ioniza
todos los constituyentes de la célula, causando la muerte de
microorganismos.
Rayos gamma:
• Se consigue mediante un bombardeo de neutrones sobre la materia
que debe esterilizarse
• Esta indicado en materiales termo sensibles, (gomas, polietilenos,
tejidos humanos y animales "banco de huesos“, materiales quirúrgicos
y farmacéuticos).
• Es un sistema muy caro. Se necesitan medidas de protección para el
personal que utiliza los aparatos esterilizadores por rayos gamma.
Radiaciones beta: La energía se obtiene por medio de isótopos
radiactivos y un acelerador de partículas (betatrón y capacitrón
MATERIALES QUE ESTERILIZAN

RADIACION IONIZANTE NO IONIZANTE

 AMBIENTE  Material quirúrgico
 SUPERFICIE  Gerigas, catéteres plásticos
 AGUA  Fluidos y tejidos humanos para
 AIRE transplante
 Vacunas
 Medicamentos
 Alimentos, Especia

Definiciones
Desinfectantes: son los agentes químicos usados para
desinfectar objetos inanimados, pero generalmente, son tóxicos
para su uso en tejidos humanos.
Sustancia química que destruye los microorganismos y que se
aplica sobre material inerte sin alterarlo de forma sensible. No
necesariamente elimina esporas

• Antisépticos: son agentes químicos que desinfectan, pero que

no son dañinos o tóxicos para los tejidos humanos.
Sustancia química de aplicación tópica sobre tejidos vivos (piel
intacta, mucosas, heridas, etc.), que destruye o inhibe los
microorganismos sin afectar sensiblemente a los tejidos donde se
aplica

• Antibióticos: son productos metabólicos producidos por

microorganismos que inhiben o matan a otros microorganismos.

• Antimicrobianos quimioterapéuticos químicos: son productos

químicos sintéticos que pueden ser usados terapéuticamente
ASEPSIA: se considera como medio séptico cuando existen
microorganismos patógenos productores de enfermedad,
mientras que el medio será aséptico cuando está exento de ellos.
• Asepsia ausencia de materia séptica, es decir la falta absoluta de
microorganismos.
• Desde el punto de vista quirúrgico se puede definir a la asepsia
como el conjunto de maniobras o procedimientos que tienden a
evitar la contaminación de una herida, del instrumental, o del
campo quirúrgico

Desinfectante ideal
a) Defe ser efectivo: fungicida y bactericida: espectro de acción
amplio
b) Rapidez de acción
c) No irritante a tejidos
d) Estable en solución
e) Efecto antimicrobiano prolongado
f) Estable en presencia de sangre, suero, y derivados proteicos de
tejidos
g) Con tensión superficial baja
h) No interferir en reparación de tejidos
i) No inactivarse en medios de cultivo
j) No inducir respuesta inmune celular
k) Con efecto residual
DEBEN APLICARSE SEGÚN LAS CIRCUNSTANCIAS Y
REQUERIMIENTOS ESPECIFICOS

Agentes quimicos
Químicos en solución gases
 Alcoholes Oxido de etileno
 Aldehídos formol
 Fenoles
 Halógenos
 Sales metálicas
 oxidantes

Consideraciones en tratamientos químicos:

• Concentración del agente químico

• Temperatura a la cual el agente es empleado (a menor
temperatura, menor efectividad)
• Clase de microorganismo presente (productor de endosporas,
Mycobacterium tuberculosis, etc.)
• Número de microorganismos presentes. A mayor número de
organismos, la desinfección es más difícil
• Naturaleza del material que contiene los microorganismos
• Materiales orgánicos (polvo y excretas) interfieren con algunos
agentes.
• Resultados óptimos: número de microorganismos inicial es bajo
y superficie a ser desinfectada limpia y libre de sustancias
potencialmente interferentes
Mecanismos de acción

Mecanismos antisépticos
 Desinfectantes

Nivel de desinfección

Desinfección de bajo nivel: empleo de un procedimiento químico con el

que se pueden destruir la mayor parte de las formas vegetativas
bacterianas, algunos virus y hongos, pero no el Mycobacterium
tuberculosis ni las esporas bacterianas. Ejs: etanol 70-90%, amonio
cuaternarios

• Desinfección de nivel intermedio: procedimiento químico con el que

se consigue inactivar todas las formas bacterianas vegetativas, el
complejo Mycobacterium tuberculosis, así como la mayoría de los virus
y hongos, pero que no asegura necesariamente la destrucción de
esporas bacterianas. Ej: fenoles y compuestos clorados

• Desinfección de alto nivel: procedimiento químico con el que se

consigue destruir todos los microorganismos. Ejs: óxido de etileno,
glutaraldehido 2%
• Esterilización: procedimiento fisicoquímico dirigido a destruir
toda la microbiota, incluidas las esporas bacterianas, altamente
resistentes.

Clasificación de objetos según su riesgo de infección

CRITICOS: se introducen al interior del cuerpo, torrente sanguíneo

o áreas estériles: agujas, catéteres. ESTERILIZACION

• SEMICRITICOS: se usan en mucosas o piel no intacta:

broncoscopio, fibroscopio, endoscopio:

DESINFECCION DE ALTO NIVEL • NO CRITICOS: contacto con piel o

mucosa intacta; máscaras, estetoscopios, tensiómetros
DETERGENTE Y AGUA CALIENTE

Descripción y ejemplos:
• Fenol y derivados de fenol. El fenol (5-10%) fue el primer
desinfectante usado. Por su toxicidad y olor, actualmente se
emplean sus derivados, que incluyen el ortofenilfenol,
hexaclorofeno, triclosan, hexylresorcinol y clorhexidina: Matan a
las bacterias, a la mayoría de los hongos y a algunos virus, pero
son usualmente inefectivos frente a las endosporas. Alteran la
permeabilidad de membrana y desnaturalizan proteínas.
• Jabones y detergentes. son microbicidas suaves. Su uso ayuda
en la remoción mecánica de los microorganismos por ruptura del
film oleoso de la piel (emulsificación) y reduce la tensión
superficial del agua, para que se disperse y penetre más
fácilmente. Muchos jabones cosméticos contienen además,
desinfectantes para incrementar la actividad antimicrobiana.

• Detergentes pueden ser aniónicos o catiónicos. Los aniónicos

(carga negativa), como los jabones en polvo, remueven
mecánicamente los microorganismos y otros materiales pero no
son muy microbicidas. Los catiónicos (carga positiva) alteran la
permeabilidad de la membrana y desnaturalizan las proteínas. Son
efectivos contra la mayoría de las bacterias vegetativas, algunos
hongos y virus. Pero las endosporas, Mycobacterium tuberculosis
y Pseudomonas, son resistentes. Son inactivados por jabones y
materiales orgánicos como las excretas. Los catiónicos incluyen los
compuestos de amonio cuaternarios.

• Alcoholes. La solución al 70% de alcohol etílico o isopropílico es

efectiva para matar las formas vegetativas bacterianas, virus
envueltos y hongos. Sin embargo, son inefectivas contra
endosporas y virus desnudos. Una vez que se ha evaporado, su
actividad cida va a cesar. Los alcoholes desnaturalizan membranas
y, generalmente, están combinados con otros desinfectantes,
como yodo, mercuriales y detergentes catiónicos para
incrementar su efectividad.
• Ácidos y alcalis: alteran la permeabilidad de la membrana y
desnaturalizan las proteínas y otras moléculas. Las sales de ácidos
orgánicos, como el propionato de calcio, el sorbato de potasio y el
metilparabeno, son empleados como preservantes de alimentos.

• Metales pesados. Los metales pesados, como el mercurio, plata,

y cobre, desnaturalizan las proteínas. La mayoría de ellos son solo
bacteriostáticos, o no son efectivos frente a las endosporas. El
sulfato de Cobre se emplea para combatir las infecciones fúngicas
y alguicidas. El sulfuro de selenio mata hongos y sus esporas.

• Cloro. El gas cloro reacciona con el agua para formar iones

hipoclorito que desnaturaliza las enzimas microbianas. El cloro es
empleado en la cloración del agua de bebida, piletas de natación y
desecho. El hipoclorito de sodio se usa como blanqueador en las
casas. El hipoclorito de calcio, de sodio y cloraminas se usan para
material de vidrio, utensillos de comida, equipamiento para
procesamiento de alimentos y lechería y sistemas de hemodiálisis.

• Iodo y iodóforos. El Iodo también desnaturaliza las proteínas y,

generalmente, está disuelto en solución de alcohol para producir
un colorante. Los iodóforos son una combinación de iodo y un
detergente aniónico que reduce la tensión superficial o libera
lentamente el ioduro. Generalmente, son activos contra bacterias
vegetativas, Mycobacterium tuberculosis, hongos y algunos virus y
endosporas

Compuestos gaseosos: gases o vapores

 • Aldehídos. Aldehídos, tales como formaldehído y glutaraldehído,
desnaturalizan las proteínas. La formalina (solución acuosa de gas
formaldehído al 37%) es extremadamente activa y mata casi todas
las formas microbianas. Se emplea en la preservación de
especímenes biológicos y para preparar vacunas

• Oxido de etileno gaseoso. es uno de los pocos productos que

son esterilizantes después de 4 a 12 horas de exposición. Es
explosivo, por lo que se mezcla con gases inertes, tales, como el
CO2. Se emplea para esterilizar jeringas plásticas, textiles, suturas,
válvulas cardíacas artificiales y máquinas cardiopulmonares. Su
efecto es desnaturalizar proteínas microbianas. Los vapores son
tóxicos para la piel, ojos y membranas mucosas, también, son
carcinogénicos. El óxido de etileno es un gas incoloro a la presión
y temperatura normal. Es químicamente inestable, explosivo y
tóxico para los seres humanos. Es un reactivo de alquilación, ese
es el efecto que lo hace antimicrobiano. Se lo emplea para
esterilizar elementos que no soportan las altas temperaturas,
sobre todo aquellos empleados en cirugías.

METABOLISMO

Metabolismo: son todos los procesos químicos que tienen lugar

dentro de la célula
 ANABOLISMO- requieren energia
 CATABOLISMO-- producen energia

Metabolismo microbiano
 El metabolismo se refiere a la suma de reacciones bioquímicas
requeridas para la producción de energía y el uso de la energía para
sintetizar material celular a partir de moléculas del medio ambiente

Se produce energía en forma de ATP con el fin de sintetizar material

celular y cumplir funciones como
 Crecimiento
 Nutrición
 Relacion
 respuest
 movimiento…. Etc

a partir de los nutrientes se puede

 biosíntesis celular
 producción de energía

FACTORES DE CRECIMIENTO

Los factores de crecimiento son moléculas orgánicas específicas que

requieren algunas bacterias para crecer como vitaminas o coenimas
 no participan en biositesis o producción de energía

Compuestos orgánicos: vitaminas, aminoácidos, purinas, pirimidinas

Coenzimas: tiamina(B1), biotina, piridoxina (B6), cobalamina (B12)

Fuentes de Energía metabólica

 Fermentación: Fosforilación a nivel de sustrato
 Respiración: Fosforilación oxidativa
 Fotosíntesis Fosforilación fotosintética
 Energía: es la capacidad de realizar un trabajo. El trabajo se mide en
Kj
Energía química: se mide en Kcal, que es la E calorífica para
incrementar en 1°C a 1 g de agua

Durante el metabolismo microbiano se obtiene energía a partir de la

luz radiada por el sol y nutrientes que son degradados, esto permite
el funcionamiento de la célula y la biosíntesis de compuestos
celulares

Se produce energía en forma de

 ATP
 NADH
 FADH
 DE BAJA ENERGIA : CO2, H2O
Mediante un proceso catabólico

Fermentación se define como el proceso anaeróbico en el cual la

energía procede de compuestos orgánicos que actúan como dadores
o receptores de electrones. Es un proceso de óxido reducción en
medio anaeróbico representado por reacciones de óxido-reducción
que generan energía en la que el aceptor final de electrones es un
compuesto orgánico . Esto ocurre a nivel del sustrato intermediario
en la glucolisis, se utiliza el NADH producido en la glucolisis
Fermentación= fosforilacion a nivel del sustrato
Fosforilacion a nivel del sustrato

El sustrato ( donador de e-) pasa por una ruta catabólica como ser la
glucolisis, se obtienen intermediarios no fosforilados con energía, el
intermediario experimenta enseguida una sustitución con un P
 ADP + P = ATP

LA FERMENTACION SE PUEDE DAR DE DOS MANERAS en bacterias

 Fermentación homolactica- producción solo de acido láctico
 Fermentación heterolactica- ácido láctico y otros compuestos
tales como ácidos acético y fórmico (Bifidobacterium), dióxido
de carbono y etanol

 Fermentación alcoholicas- en levaduras

Fermentación lactica Fermentación alcoholica

 Yogur  Cerveza- malta
 Quesos  Vino-frutos
 Pan de centeno  Desechos de la agricultura
 Chucrut
 Salchichas

Carbohidratos

Glucolisis

2 Pirubato

Ciclo de Krebs: incompleto en bacterias

NADH reducido
CADENA RESPIRATORIA Y FOSFORILACION OXIDATIVA
 Producción de 36 ATP + 2 NADH

Estos procesos de oxido-reduccion se dan a nivel de la bicapa

lipídica (membrana interna de las bacterias) contienen proteínas de
membranas que realizan este proceso
La transferencia de electrones se da en la dirección de mayor
potencial redox con la liberación de energía
La energía libre se traduce en un potencial electroquímico de
proteínas cuya disposición atraves de ATP-asas de membrana
originan ATP
CONOCIENDOSE COMO FOSFORILACION OXIDATIVA

 RESPIRACION AEROBICA: aceptor final es el O2 + H2O

 RESPIRACION ANAEROBICA: el aceptor finales distinto, nitrato,
sulfatom, fumarato etc

Las vías de la glucosa en bacterias son 3

 Glucolisis
 Via de las pentosas
 Vía de Entner-Doudorof

Enzima ATPasa: las enzimas se encuentran con una parte dentro del
citoplasma y la otra en la membrana

Bacterias aeróbicas Bacterias anaerobicas

 Metabolsimo central  Metabolismo central
 Fermentación  Fermentación
 Fosforilacion oxidativa  Cadena de transporte e
 =ACEPTOR FINAL: O2 electrones
 =ACEPTOR FINAL: CO2,SO4,ETC
________________________________________
CLASIFICACION DE MICROORGANISMOS SEGÚN TIPOS
NUTRICIONALES

Tipos nutricionales
Los microorganismos pueden clasificarse de acuerdo a sus
requerimientos nutricionales o energéticos, lo que permite una
orientación sobre sus capacidades metabólicas.
Según el tipo de fuente de energía que empleen se clasifican en:
• Fotótrofas o fotosintetizadotas: utilizan la energía radiante o la
energía de la luz.
• Quimiótrofas: usan la energía proveniente de oxidaciones y
reducciones de compuestos químicos.

Según la fuente de hidrógeno:

• Organótrofas: obtienen el H de compuestos orgánicos.
• Litótrofas: obtienen el H de compuestos inorgánicos: NH3, H2S.

Según la fuente de carbono:

• Autótrofos: usan el C como CO2.
• Heterótrofos: necesitan el C. A éste lo encuentran en los
compuestos orgánicos de alto número de átomos de carbono, por
ejemplo: azúcares o hidratos de carbono.

Según la fuente de nitrógeno:

Pueden emplear
 • N2 atmosférico,
• N2 inorgánico
• N2 orgánico (de proteínas)

Según la fuente de oxígeno:

• Aerobios: crecen en presencia de O2.
• Anaerobios facultativos: pueden crecer en presencia o ausencia de
O2.
• Anaerobios estrictos: no creen en presencia de O2. • Microaerófilas:
crecen en pequeñas concentraciones de O2.
Según el requerimiento de vitaminas y factores de crecimiento:
• Protótrofas: los sintetizan.
• Auxótrofas: los necesitan.
Las fuentes de azufre y fósforo pueden ser
• orgánicos,
• inorgánicos
• o en estado elemental

Clasificación de nutrientes y energía

 fotótrofos energía luminosa
 quimiotrofos energía química
- Quimioroganotrofos - compuestos org
- Quimiolitotrofos - compuesto Ing
 Autótrofos estrictos incapaces de crecer en presencia de
compuestos org
 Mixotrofos requieren de materia organica con fines
biosinteticos
 Autotrofos -compuestos ing
 Funetes de
 carbono
Heterotrofos- compuestos O

Es importante conocer las distintas vias metabolicas para

caracterizar y clasificar a los procariotas (baterias)
N atomosferico
N inorganico
 Funetes de N N organico

Algunos conceptos

Fotosíntesis : es la conversión de energia luminosa en energia

química, a partir del CO2 se forman estructuras celuylares
 Cataboliosmo : o fase lumínica, la energia solar es transformada en
energia química
 Anabolismo: o fase oscura, fijación del CO2

Autótrofos organismos que utilizan el dióxido de carbono como

fuente de C
 Fosforilacion oxidativa- respiraciones
Es la obtenicon de energia por medio de sustratos reducidos DH2
para las coenzimas reducidas como el NADH, transfieren los e- a un
aceptor final oxidado
 Directamente en la fermentación
 A trabves de una cadena transportadora de electrones al final de la
cual existe un aceptor oxidado que se reduce
 Resp aerobica - aceptor final O2
 RESP ANAEROBICA - ACEPTOR FINAL OTREOS COMPUESTOS
COMO SULFATO, NITRATOS , ETC

SEGÚN EL ACEPTOR FINAL DE ELECTRONES

Clasificación

Aceptor de e Nombre del M.O

proceso
O2 Respiración Escherichia streptomiyces
aerobica
NO3 Demitrificación bacilus pseudomonas
SO4 Reducción de Desulfavibrio
sulfato
Fumarato Respiración Escherichia
anaeróbica
CO2 metanogenesis Methanococus

TAXONOMIA
 Como se identifican y clasifican los microorganismos?
• A) Identificación morfológica:
coloraciones: Examen directo

B) Pruebas bioquímicas (fenotípificación):

* por cultivo, y en microorganismos aislados
-tipo de nutrición
- estructura química de pared
-inclusiones
-cápsula
Pigmentos
capacidad de usar C,N,S, sus productos de fermentación
- tolerancias
etc

C) Taxonomía molecular:
Identificación genética (genotipificación): a partir de muestras
originales, o de cultivo

Diagnóstico microbiológico
Objetivo: identificar el microorganismo productor de la enfermedad
• Diagnóstico directo: evidencia el microorganismo, o parte del
microorganismo
• Diagnóstico indirecto: evidencia modificaciones que el
microorganismo ha producido en el hospedador: anticuerpos, tipo de
anticuerpos, citoquinas, inmunidad celular, etc

Muestras-Diagnóstico
Muestras biológicas
 Sangre
 Orina
 Materia fecal
 Exudado nasal
 Faríngeo
 de oído
 Flujo vaginal
 LCR
 Liquido articular
 Biopsias
 Piel, uñas
Identificación de microorganismos en aplicaciones industriales y
alimentos
• Aislamiento de microorganismos
• Identificación
• Control de proceso
• Contaminación
• Conservación
• Deterioro
Identificación morfológica
 Examen Directo Coloraciones
• Forma
 Disposición
 Gram +
 Esporas
 BAAR
EJEMPLO: CARACTERES CON VALOR TAXONÓMICO
DE Bacterias Lácticas
1- MORFOLOGICOS
 Forma celular (cocos, bastones, etc.)
 Disposición (solos, pares, cadenas, tétradas)

2- FISIOLOGICOS Y BIOQUIMICOS
 Temperatura óptima de crecimiento
 Producción de ácido láctico (tipo)
 Producción de compuestos aromáticos
 Producción de gas
 Tolerancia al NaCl
 Tolerancia al O2
 Hidrólisis de glúcidos

5- HABITAT O ECOSISTEMA DE ORIGEN

 Producción de NH3 a partir de arginina

 Hidrólisis de esculina
 Resistencia a sales biliares
 Resistencia a diferentes pH
 Producción de H202

EJEMPLOS DE MEDIOS DE CULTIVO

 MEDIOS DIFERENCIALES

Agar Mac Conkey: es un medio diferencial que permite distinguir

entre enterobacterias que hidrolizan lactosa y las que no lo hacen

MEDIOS ENRRIQUESIDOS
Agar sangre
Medio de cultivo enriquecido con el agregado de sangre. Las
hemolisinas son enzimas que lisan los hematies. Las bacterias que
producen estas enzimas presentan un halo transparente alrededor de
las colonias a consecuencia de la lisis de los glóbulos rojos.

PRUEBAS BIOQUIMICAS
ß-galatosidasa: hidroliza Lactosa en Glucosa y Galactosa
Se añade un sustrato artificial ortonitrofenil galactósido (ONPG) que es
hidrolizado por la ß-galatosidasa originando color amarillo
Fermentación de citrato

IDENTIFICACION FENOTIPICA
Prueba de Voges
Prosakauer
Las especies que fermentan glucosa a butanodiol acumulan acetoína
en el medio.

Prueba de coagulasa
La coagulasa es un enzima
capaz de desnaturalizar la
fibrina del plasma. Staphylococcus aureus patógenos dan una reacción
positiva y los no patógenos negativa

Produccion de gas a partir de un azúcar

Reducción de NO3
Algunas bacterias
pueden usar nitratos
como aceptor final
de e- en la respiración.
El nitrato puede ser reducido a nitrito o en un paso más a gases (óxidos
de nitrógeno

Identificación genética
• Se dirige a conocer la secuencia de ácidos nucleicos de algún sitio
específico del genoma microbiano
Según la secuencia de esos nucleótidos se identifican en género,
especie o cepa
Acidos Ribonucleicos (ARN) Análisis de la secuencias ARN tienen activa
participación en expresión del código genético. Síntesis enzimas para
metabolismo celular

Objetivo final

 Identificación microbiana
 Clasificación taxonómica
 Cuantificación de microorganismos
 Viabilidad celular
 Estudios fisiológicos
 DIAGNOSTICO

Microbiología de Alimentos

Alimento (CAA): toda aquella sustancia o mezclas de sustancias

naturales o elaboradas que ingeridas por el hombre aportan a su
organismo los materiales y la energía necesarios para el desarrollo
de sus procesos biológicos.
En esta definición de alimento se incluye además a las sustancias o
mezclas de sustancias que se ingieren por hábito, costumbres o
como coadyuvantes, tengan o no valor nutritivo

Microbiología de alimentos: área de la Microbiología que trata los

procesos en los cuales los m.o influyen en las características de los
productos de consumo alimenticio, humano o animal
 MICROORGANISMOS EN LA PRODUCCIÓN Y CONSERVACIÓN DE
ALIMENTOS.

ALIMENTOS FUNCIONALES/BENÉFICOS: -probióticos, prebióticos,

simbióticos, alimentos funcionales. -Microorganismos
colonizantes/reconstituyentes de la microbiota

LOS ALIMENTOS COMO FUENTE DE CONTAMINACIÓN CON

MICROORGANISMOS
 Como vectores de m.o
 Tipo de alimento
 Puede producir infecciones
 Intoxicaciones
 Toxoinfecciones
 Tener en cuenta los cuidados y riesgos de los procedimientos a
realizar durante la cadena productiva

Objetivos
 Prevenir que los alimentos se deterioren y se pierdan por el
crecimiento y actividades de los m.o. contaminantes y las toxinas
dañinas.
• Desarrollar mejores y más adecuados métodos para preservar
alimentos de la descomposición microbiana durante la conservación
y distribución.
• Usar microorganismos benéficos para aumentar el valor
nutricional, textura, aroma y sabor de alimentos.
• Reducir las interacciones microbianas y envenenamiento por la
ingestión de alimentos peligrosos. Métodos

Ecología Microbiana
Ecología aplicada a microbiología de los alimentos: es el estudio de
las interacciones entre los aspectos químicos, físicos y estructurales
de un nicho ecológico y la composición de su población microbiana
específica.
Considera que los microorganismos, provenientes de la superficie
del alimento, de su interior, del suelo o del agua, estarán presentes
en el alimento, en el que elaboran y modifican moléculas del
alimento y del que deben obtener energía y sustancias para su
crecimiento

Los alimentos son estériles?

• Desde las primeras sociedades, existen leyes alimentarias que
tenían como propósito lograr que los alimentos destinados a
consumo humano fuesen inocuos: libres de patógenos
• NO ESTERILES

A quien debe dirigirse la educación sanitaria?

• Niños
• Ancianos
• Embarazadas
• Enfermedades metabólicas (por ej. diabetes)
• Inmunodeficientes
Población en general

Situación actual
El crecimiento demográfico en las ciudades
 • Lleva a necesidad de mayor cantidad de alimentos
• Se detecta un incremento de pobreza y desnutrición
• Servicios de agua y sanidad escasos e inadecuados
• Existe contaminación de alimentos en la producción, manipulación
y almacenamiento

El personal capacitado como nutricionistas, biotecnologos m etc

tienen un Papel fundamental en el area de alimentación y nutrición

Origen y presencia de m.o en alimentos

 Materia prima
 Manipulación
 Producción
 Tratamiento
 Envasado
 Conservacion
 distribucion
 Venta
 Consumo
 Objetivos
• A) Esterilidad
• B) Menor número posible de m.o
-inocuidad: patógenos/no pat =========Salud pública
- aceptabilidad: sin modificaciones organolépticas
= estético y venta

 C) estabilidad ================ Vida útil

TRAZABILIDAD
Habilidad de trazar o dejar huella de los movimientos y procesos por
los que pasa un determinado producto, principalmente destinado al
consumo humano.
• CODEX: habilidad para seguir el movimiento de un alimento a
través de los pasos específicos de producción, procesado y
distribución.
• Mecanismo para el seguimiento y conocimiento de la historia de
un alimento.
• Unión Europea: reglamento CE nº 178/2002: es la habilidad para
trazar y seguir un alimento, pienso, animales productores de
alimentos, o sustancias empleadas para ser, o esperables que sean,
incorporadas en un alimento o pienso, a través de todas las etapas
de producción y distribución.
• Se basan, fundamentalmente, en la aplicación de técnicas de
identificación

Origen de m.o. en Alimentos

• Suelo y agua: Alcalígenes, Bacillus, Citrobacter, Clostridium.

Corynebacteria, Enterobacter, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas,
Serratia y Streptomyces. Hongos: Aspergillus, Rhizopus, Penicillium,
Botrytis, Fusarium y otros.
• Plantas y productos vegetales: Acetobacter, Erwinia,
Flavobacterium, Lactobacillus, Leuconostoc, Pedioccoccus,
Streptococcus. Hongos y levaduras
• Utensillos: según el tipo de alimento manipulado, el cuidado y
conservación de los implementos, los utensillos no esterilizados, o si
se limpian con agua hirviendo. En lugares abiertos, con polvo,
bacterias y hongos del aire.
  Tracto intestinal del hombre y animales: m.o presentes en el
intestino animal, llegan al suelo y al agua, y de allí, pueden pasar a
las plantas, polvos y utensillos
• Desechos cloacales. Heces humanas y animales: fertilización con
heces, desechos cloacales

• Manipuladores de alimentos: Vestimenta, fosas nasales, boca y

mano: Micrococcus y Staphylococcus. Microorganismos intestinales
de personas no escrupulosos en prácticas higiénicas

Patógenos aislados sobre frutas y hortalizas causantes de

enfermedades de origen alimentario

Aeromonas spp. Brotes de alfalfa, espárrago, brócoli,

coliflor, lechuga, pimiento
Bacillus cereus Brotes de distintas especies
Escherichia coli 0157:H7 Repollo, apio, cilantro, lechuga, ananá,
sidra de manzanas, brotes de alfalf
Listeria monocytogenes Brotes de poroto, repollo, pepino,
repollo cortado, papa, rabanito,
hongos comestibles , ensaladas,
tomates y otras hortalizas
Salmonella spp. Alcaucil, brotes de poroto, tomate,
brotes de alfalfa, sidra de manzanas,
coliflor, apio, berenjena, endivias,
pimiento, melón cantalupo(*),
sandía(*), lechuga, rabanito y diversas
hortalizas
ostridium botulinum Repollo cortado
Shigella spp Perejil, hortalizas de hoja, lechuga
cortad
Cryptosporidium spp Sidra de manzana
Cyclospora spp Frambuesa, albahaca, lechuga
Hepatitis A Lechuga, frutilla, frutilla congelada

Prevención

Cuales son las legislación vigente en Argentina?

 Seguridad
 Inocuidad
 Calidad
 Trazabilidad
 Microorganismos en productos fermentados , farmacéuticos

Microorganismos en la elaboración de alimentos

Para que??
 Aspectos nutricionales
 de conservación
 organolépticos
 Microorganismos en industria farmacéutica

Historia de fermentaciones
• 10.000 a.C. Vino y probablemente vinagre
• 5.000 a.C. Cerveza, queso y otros productos lácteos fermentados
• 4000 a.C. Pan
• 1000 a.C. Bebidas alcohólicas destiladas
• 1680 A. van Leeuwenhoek. Nacimiento de la tecnología
microbiana.
Primera observación de levaduras de cerveza
• 1781 Producción de levadura de panadería prensada
• 1836 Caracterización de las levaduras como materia viva
• 1847 Fermentaciones llevadas a cabo por hongos • 1856 L.
Pasteur. Confirmación del papel fermentador de las levaduras en
vino y la cerveza
• 1881 R. Koch. Desarrollo de técnicas para la obtención de cultivos
puros.
Producción de ácido láctico por fermentación
• 1894 Producción de enzimas amilolíticas por fermentación en fase
sólida
• 1879-1919 Producción industrial de levaduras de panadería
• 1916 Producción de proteína unicelular a partir de melazas
(levadura panadera)
 • 1923 Producción de citrato por fermentación
• 1930 Producción de glutamato por fermentación • 1935
Producción de vitamina B12 por fermentación
• 1970 Producción de glucosa isomerasa microbiana. Producción de
aamilasas bacterianas estables

Fermentación en alimentos
• Proceso metabólico en el que los carbohidratos y compuestos
afines son oxidados con liberación de energía, en ausencia de
cualquier aceptor de electrones de procedencia externa (sin O2).

Se emplean microorganismos que producen transformaciones

enzimáticas de los alimentos o materias primas.
a) Proceso espontáneo o iniciado expresamente
b) Efecto conservante: producción de ácidos orgánicos al disminuir el
ph Descenso del pH
c) Modificación de las características organolépticas del alimento
fermentado (aroma, sabor, textura).
d) Se procura que la fermentación produzca:
- un aumento del valor nutritivo de los alimentos
-Incremento de la digestibilidad mediante la reducción de los niveles
de sustancias tóxicas y antinutrientes

El proceso de fermentación se realiza en condiciones

anaroxigenicas,, empleando como aceptor de e- a moléculas
organicas
 Utiliza el NADH producido en la glucolisis
Se conserva la energía de la fosforilacion a nivel del sustrato
 proceso anaeróbico en el cual la energía procede de compuestos
orgánicos que actúan como dadores o receptores de electrones. Es un
proceso de óxido reducción en medio anaeróbico representado por
reacciones de óxidoreducción que generan energía en la que el aceptor
final e electrones es un compuesto orgánico

bacterias lácticas

Características  Gram+
 Son inmóviles
 No presentan esporas
 Son aerotolerantes
 No poseen catalazas
 No poseen nitrato reductasas
 No poseen citocromo-oxidasa

Poseen exigencias nutricionales complejas (aminoácidos, bases

púricas y pirimidínicas y Vit B12)

Clasificación de bacterias lácticas

 Streptococus
 Lactococus
 Vagococus
 Enterococus
 Pediococus
 Aerococus
 Tetragenoccocus
 Leuconocstoc
 Lactobasillus
 Carnobaxterium
 Atopobium
 Weisella
 Oenococus
Levaduras: Saccharomyces cerevisae, Saccharomyces ellipseus
Hongos, mohos: Penicillium roqueforti, Penicillium camemberti

Fermentación por bacterias lácticas

PRODUCCION DE ACIDO LACTICO

HETEROLACTICAS HOMOLACTICAS
produccion  Glucosa  1 glucosa
 1 ATP  2 ATP
 Lactato  Lactato
 CO2
 Etanol/acetato

Bacterias  Carnobacterias  Pediococus

 Weisella  Streptococus
 Leuconostoc  Lactococus
 lactobacillus  lactobacillus
fermentación
alcohólica

Bacterias productoras de ácido acético (ACH)

•Acetobacter
•Clostridium thermoaceticum
Se forma AcH por reduccion de CO2 empleando la via de acetilCoA.
1 mol de glucosa  3 moles de AcH

FERMENTACION PROPIONICA
•Via del succinato-propionato.
• Microorganismo tipo: Propionibacterium
• Fermenta hexosas o lactato produciendo propionato, acetato y CO2.
• Se produce en la elaboración del queso Gruyere.

FERMENTACION BUTIRICA
• Microorganismos del genero Clostridium (que fermentan H de C).
• Se producen: acido butirico, H2, CO2 y pequeñas cantidades de
acetato.
• Algunos Clostridium realizan esta fermentación en sus primeras
etapas pero luego, cuando se acumula ácido y el pH desciende,
cambian para producir butanol y acetona (empleando el acido
formado como sustrato).

3 Lactato 2 propionato + acetato + CO2 + 1 ATP

Producción de microorganismos para la elaboración de

alimentos fermentados
 Alimentos de origen animal: lácteos cárneos pescados
ovoproductos
 Alimentos de origen vegetal: -vegetales: encurtidos, pickles,
aceitunas, salsa de soja
 bebidas fermentadas: vino, cerveza, sidra -cereales: pan fermentado
-chocolate, café, té

Microorganismos en elaboración de alimentos

 Pueden adicionarse como cultivo puro o mixto

 •O pueden ser los m.o del material crudo, si están en cantidades
suficientes (repollo, pickles, chocolate, café, té)

Starters, Fermentos, Cultivos iniciadores

 Cultivos controlados de microorganismos que se agregan en la

elaboración de productos
 • Pueden ser puros (un solo microorganismo) o mixtos (mezcla de
m.o)
 Se seleccionan en laboratorios específicos por su: -estabilidad -
capacidad para cambiar permanentemente al sustrato -capacidad de
obtener el producto final
 Que es un fermento??
Es el cultivo de una o más cepas de una o más especies de
microorganismos útiles, empleado para inocular un producto natural
o pasteurizado con el objeto de iniciar una fermentación.

Clasificación

 Naturales: son los m.o que forman parte de la microbiota indígena

de cada alimento
 Seleccionados: -a partir de colecciones establecidas de m.o (ATCC,
NCDO) -a partir de numerosas cepas: cepas nuevas, cepas existentes,
cepas modificadas: -en base a rendimiento, velocidad de cambio de
sustrato, estabilidad, etc

Opciones para la formación de fermentos

• A) Trabajar con cepas que se compran, o que se emplean desde
siempre en esa industria
• B) Trabajar con fermentos autóctonos, naturales, artesanales
• C) Mejorar la tecnología con el aislamiento y selección de
microorganismos adecuados

Aspectos para la selección de microorganismos

 Deben ser microorganismos identificados

 Libres de bacteriófagos
 No lisogenicos
 Incapaces de producir aminas biogenas

Producen
 Acidifcacion
 Proteólisis
 Producción de compuestos de aroma

Fermentos naturales

• Como se trabaja en la obtención de fermentos naturales?

• Y si quiero obtener productos con características diferenciales?
• O modificaciones en los procesos?
• O productos novedosos?
• Y en el caso de cepas de colección?
• Productos probióticos, alimentos funcionales??

1. Selección de microorganismos
• Por propiedades tecnológicas:
-estabilidad del m.o
-capacidad de cambiar eficientemente el sustrato
-posibilidad de llegar al producto final

 Cepas con características óptimasç

2. Iniciadores: en la elaboración de:

• Productos lácteos (quesos, yogurt, leches fermentadas, mantecas
ácidas, etc)
• Bebidas fermentadas (cerveza, vinos, sidra, etc)
• Carnes o embutidos fermentados (salames), pescados
 • Vegetales fermentados (aceitunas, encurtidos, chucrut, salsa de
soja, etc)
• Cereales fermentados (pan, panes ácidos)

3. Mantenimiento de actividad de cultivos de colección y stock

• Si se dispone de un cultivo satisfactorio: debe mantenerse puro y
activo.
• Con transferencia periódica y una adecuada conservación
• Controlar permanentemente la pureza: por microscopía y plaqueo
en medios agarizados
• Si se dispone de cultivos stock: mantenerlos liofilizados, en N2
líquido, o congelados

Preparación de cultivos
• -semidirecto
• -por subcultivos
• -directo a tanque de fermentación
Cultivo stock-------a cultivo madre------ a cultivo a bulto, a granel, o
en masa

Control de calidad

 Pureza de la cepa
 N° de m.o. viables
 Estabilidad

OBJETIVO: Partir en cada producción con el mismo inóculo de cada

cepa, previamente controlado
Producción de microorganismos a gran escala

Se debe considerar
• A) Estadío de crecimiento: según el propósito. Biomasa? Producto
final? Metabolito secundario?
• B) Temperatura de trabajo: cercana a la Temp óptima de
crecimiento
• C) Actividad: velocidad de crecimiento, eficiencia de obtención de
producto
• D) Cultivo simple? Cultivo mixto? Compatibilidad

Productos y procesos que usan levaduras

LEVADURAS

• Cervecería
• Vitivinícola,
• Destilación
• Panadería
Microorganismo de elección: Saccharomyces cerevisae
• Procesos industriales: fuentes de levadura, adyuvantes y
saborizantes
• Panadería: 1.8x 106 toneladas anuales -comprimida: 70% agua y
27% materia seca
-crema: 85% de agua
-deshidratada: 7.5% humedad

Derivados de levadura
-autolisados
-extractos (glicanos): emulsionantes, estabilizantes, espesantes -
fuente de enzimas: invertasa (chocolate) o-gal
 Obtención de Proteína de Origen Unicelular o Proteína de Biomasa
Bacteriana
Se emplean para:
• -suplementos proteicos en alimentación humana • -suplementos
para ganado
• -ingredientes funcionales
• Deben estar: libres de toxinas, metales pesados, m.o patógenos.
Sustratos para producir PBM:
 -sacáridos; melaza, lactosuero
 -polisacáridos: almidón
 -hidrocarburos: metano, parafina
 alcoholes: metanol, propanol, etanol.