UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATOFACULTAD DE CIENCIA E INGENIERA EN ALIMENTOSINGENIERA EN ALIMENTOS

MICROBIOLOGA DE ALIMENTOS II

Nombre: Andrs Olalla Semestre: Cuarto UTema: Resumen Crecimiento Microbiano

CRECIMIENTO MICROBIANOCrecimiento microbiano esel aumento del nmero de microorganismos a lo largo del tiempo. Por tanto, no nos referimos al crecimiento de un nico microorganismo (ciclo celular), sino al demogrfico. El crecimiento de una poblacin es el aumento del nmero de clulas como consecuencia de un crecimiento individual y posterior divisin.

CICLO CELULARLas clulas aisladas cultivadas en un volumen finito de medio de cultivo apropiado van utilizando los nutrientes que tienen disponibles, sintetizando sus propios componentes celulares y dividindose en cuanto duplican su masa y su material gentico. El tiempo que tarda una clula en cumplir ese proceso se denomina tiempo de generacin () y puede variar desde unos 20 minutos en condiciones ptimas hasta varios meses en condiciones ambientales. Cada vez que transcurre un tiempo de generacin, el nmero de clulas se duplica, siguiendo, por tanto, un incremento exponencial.CINTICA DE CRECIMIENTOEs importante conocer la cintica de crecimiento de los cultivos microbianos para predecir cmo va a evolucionar un cultivo, cmo va a ir consumindose el substrato y cmo se van a ir acumulando los productos del cultivo. Conociendo estos factores es posible iniciar el cultivo a mayores escalas.

CRECIMIENTO MICROBIANO EN MEDIO LQUIDOSi la bacteria crece en un medio lquido, en la mayora de los casos las clulas que se producen en cada divisin forman unasuspensinde clulas libres.En un cultivo discontinuo de bacterias en medio lquido, se pueden diferenciar cuatro fases en la evolucin de los parmetros que miden el crecimiento microbiano 1.-Fase lag o de adaptacindurante la que los microorganismos adaptan su metabolismo a las nuevas condiciones ambientales (abundancia de nutrientes y condiciones de cultivo). En esta fase no hay incremento en el nmero de clulas, pero hay gran actividad metablica, aumento en el tamao individual de las clulas, en el contenido proteico, ADN y peso seco de las clulas.2.-Fase exponencial o logartmica: en ella la velocidad de crecimiento es mxima y el tiempo de generacin es mnimo. Durante esta fase las bacterias consumen a velocidad mxima los nutrientes del medio. Si un cultivo que est creciendo en fase exponencial es inoculado al mismo medio de cultivo bajo las mismas condiciones de crecimiento, no se observa fase de latencia y el crecimiento exponencial sigue a la misma velocidad.3.-Fase estacionaria: en ella no se incrementa el nmero de bacterias (ni la masa u otros parmetros del cultivo). Las clulas en fase estacionaria desarrollan un metabolismo diferente al de la fase exponencial y durante ella se produce una acumulacin y liberacin de metabolitos secundarios que pueden tener importancia industrial.Los microorganismos entran en fase estacionaria porque se agota algn nutriente esencial del medio o porque los productos de desecho que han liberado durante la fase exponencial hacen que el medio sea inhspito para el crecimiento microbiano.4.-Fase de muerte: Si la incubacin contina despus de que una poblacin microbiana alcanza la fase estacionaria, las clulas pueden seguir vivas y continuar metabolizando, pero va a comenzar una disminucin progresiva en el nmero de clulas viables y cuando esto ocurre se dice que la poblacin ha entrado en fase de muerte.

MEDIDA DEL CRECIMIENTO Y ENUMERACIN DE MICROORGANISMOSExisten diferentes sistemas para detectar y medir el crecimiento de microorganismos.Los mtodos ms utilizados son el recuento de viables en placa y el mtodo turbidimtrico:Recuento de viables: Consiste en la dilucin de una muestra (con solucin salina estril, buffer fosfato, agua peptona) hasta que las bacterias se diluyan lo suficiente como para contar con precisin. Se siembra un volumen determinado de cultivo o muestra sobre el medio de cultivo slido adecuado para estimar el nmero de viables contando el nmero de colonias que se forman puesto que cada una de estas deriva de una clula aislada. Las placas de final de la serie debe tienen entre 25 y 250 colonias (o entre 30 y 300 colonias). Menos de 25 las colonias no son aceptables por razones estadsticas, y ms de 250 colonias en una placa es probable que produzcan colonias muy cerca unos de otros para ser distinguidos como distintas unidades formadoras de colonias (UFC).

Mtodo turbidimtrico: el sistema se basa en que las clulas en suspensin dispersan la luz causando la turbidez del cultivo. La turbidez depende de la masa en suspensin y, por tanto, midiendo esta se puede estimar aquella. Este es el parmetro de medida ms fcil de usar en los cultivos de laboratorio. La densidad de clulas debe ser del orden de 105por ml. Esta metodologa se basa en la ley de Lambert-Beer.Recuento directo: consiste en la observacin al microscopio de volmenes muy pequeos de suspensiones de bacterias. Se usan unos portaobjetos especiales denominadoscmaras de Petroff-Hausser. Para que la medida sea correcta es necesario que la densidad de clulas sea del orden de 105por ml.

Medida del nmero de partculasusando contadores electrnicos de partculas. Estos sistemas no nos indican si las partculas corresponden a clulas vivas o muertas; pero nos pueden dar una idea del tamao de las partculas.

Medida de parmetros bioqumicostales como la cantidad de ADN, ARN, protenas, peptidoglicano, etc. por unidad de volumen de cultivo.

Medida de actividad metablicade las bacterias como que respiran producen una disminucin del potencial redox del medio en que se encuentran como consecuencia del consumo de oxgeno (utilizacin de colorantes sensibles a oxidacin-reduccin tales como el azul de metileno).Mtodos fsicos: Impedancia (bactometer, bioMerieux),microcalorimetra, citometra de flujo.

Films secos (Petrifilm):Son pelculas deshidratadas de medios de cultivos generales o selectivos en las que se deposita 1 ml de la muestra que rehidrata el medio. Tras la incubacin se hace el recuento.

Mtodo del nmero ms probable:Basado en series de diluciones y clculo estadstico del nmero de bacterias presentes en las diluciones ms altas. Se puede hacer con 3 5 tubos. El mtodo es popular aunque poco exacto.

FACTORES FSICOS Y QUMICOS QUE INFLUYEN EN EL CRECIMIENTO.Temperatura: Cada microorganismo tiene una temperatura de crecimiento adecuada.Si estudiamos la variacin de la velocidad de crecimiento en funcin de la temperatura de cultivo, podemos observar unatemperatura mnimapor debajo de la que no hay crecimiento; a temperaturas mayores se produce un incremento lineal de la velocidad de crecimiento con la temperatura de cultivo hasta que se alcanza latemperatura ptimaa la que la velocidad es mxima. Por encima de esta temperatura ptima, la velocidad de crecimiento decae bruscamente.

Actividad de agua: Se denomina actividad de agua a la relacin entre la presin de vapor de agua del substrato de cultivo (P) y la presin de vapor de agua del agua pura (P0). El valor de la actividad de agua est relacionado con el de la humedad relativa (HR).El valor de la actividad de agua nos da una idea de la cantidad de agua disponible metablicamente. Cuando un microorganismo se encuentra en un substrato con una actividad de agua demasiado baja, su crecimiento se detiene. Esta detencin del crecimiento no suele llevar asociada la muerte del microorganismo, sino que ste se mantiene en condiciones de resistencia durante un tiempo ms o menos largo.

pH: Es un parmetro crtico en el crecimiento de microorganismos ya que cada tipo de microorganismo slo puede crecer en un rango estrecho de pH fuera del cual mueren rpidamente. El pH intracelular es ligeramente superior al del medio que rodea las clulas ya que, en muchos casos, la obtencin de energa metablica depende de la existencia de una diferencia en la concentracin de protones a ambos lados de la membrana citoplsmica.El pH interno en la mayora de los microorganismos est en el rango de 6.0 a 7.0. Los rangos de pH tolerables por diferentes tipos de microorganismos son, tambin, distintos. Hay microorganismos acidfilosque pueden vivir a pH=1.0 y otrosalcalfilosque toleran pH=10.0.

Potencial redox: Nos indica la capacidad del substrato para aceptar o donar electrones, es decir sus caractersticasoxidantes o reductoras. Uno de los factores que intervienen en el potencial redox, aunque no el nico, es la concentracin de oxgeno [O2]. Hay microorganismos que requieren ambientes oxidantes para crecer, mientras que otros necesitan ambientes reductores. El metabolismo de ambos tipos de microorganismos presenta diferencias notables. El requerimiento de condiciones oxidantes o reductoras no debe confundirse con la necesidad de presencia o ausencia de oxgeno para que se produzca el crecimiento.

EFECTOS DE LA PRESIN HIDROSTTICA Y ADAPTACIONES MOLECULARES

La presin hidrosttica afecta a la fisiologa y a la bioqumica de las bacterias que viven a grandes profundidades y por tanto a su crecimiento que suele ser ms lento al aumentar la presin.

La presin hidrosttica elevada- Disminuye la capacidad de fijacin Enzima - Sustrato- Produce interferencias en la sntesis de protenas- Afecta el transporte a nivel de membranaMecanismos de adaptacin-Plegamiento especial de las protenas enzimticas.-Mayor proporcin de cidos grasos insaturados en la membrana plasmtica

-Cambios en protenas estructurales de la pared celular-Cambios en las protenas de transporte-En Gram negativas se dan cambios en la composicin de protenas de la membranaexterna.

EFECTO DE LAS RADIACIONES

Radiaciones ionizantes: rayos x. Rayos gamma y csmicos-Efecto letal por la Ionizacin del agua y otras sustancias. La ionizacin del agua produce radicales hidroxilo que reaccionan con el ADN, entre otras macromolculas provocando roturas en ambas cadenas.-Mutagnesis indirecta a causa de la ionizacin

Radiaciones ultravioleta-Efecto letal o mutagnico dependiendo de su longitud de onda.-Generan fotoproductos (molculas modificadas) tales como dmeros de pirimidina (enel ADN), fotoproducto de la endoesporas o hidratos de pirimidina.-Las bacterias disponen de una serie de mecanismos para reparar el ADN

Luz visible-Si es muy intensa provoca fotooxidaciones en protenas y cidos nucleicos debido a la absorcin de energa por molculas tales como riboflavinas, porfirinas o citocromos. Tambin puede generar Oxigeno singlete.(1. Crecimiento microbiano: concepto y consideraciones generales, n.d.)

Bibliografa:

1. Crecimiento microbiano: concepto y consideraciones generales. (n.d.). Retrieved June 3, 2015, from http://www.diversidadmicrobiana.com/index.php?option=com_content&view=article&id=182&Itemid=225