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Tipos de medios de cultivo
1- Según su estado físico
Sólido y líquido: los cultivos líquidos se llaman caldos. En ambos
medios debe haber una buena cantidad de nutrientes que faciliten el
crecimiento bacteriano. La diferencia radica en la presencia de una
sustancia que se llama Agar o “Agar-Agar” y que es la encargada de
darle la solidez y consistencia al medio. Esta sustancia proviene,
principalmente, de un alga llamada Gelidium. La ventaja fundamental
de usar un medio de cultivo líquido, es que permite que crezcan
bacterias que se encuentran en muy poca cantidad, es decir, cuya
concentración es muy baja en la muestra que estemos analizando.
Para el caso del medio de cultivo sólido, la ventaja radica en que
permite detectar los diferentes tipos de bacterias que puedan
encontrarse en una sola muestra.
Semisólidos: Se preparan a partir de los medios líquidos, agregando
a éstos un agente solidificante en una proporción menor que para
preparar medios sólidos. Uno de sus usos es la investigación de la
movilidad de las bacterias.
2- Según su utilización
Medios comunes: Son aquellos que poseen los componentes
mínimos para el crecimiento de bacterias que no necesitan
requerimientos especiales.
Medios de Enriquecimiento: Son aquellos que, además de las
sustancias nutritivas normales posees una serie de factores
indispensables para el crecimiento de microorganismos exigentes.
Este enriquecimiento se hace por adición de sangre u otros
productos biológicos (sangre, suero, leche, huevo, bilis). Como el
agar sangre, agar chocolate, Thayer Martin.
Medios selectivos: medios que contienen sustancias que inhiben el
crecimiento de algunas bacterias y permiten el crecimiento de otras,
se utiliza para obtener cultivos puros a partir de muestras
contaminadas como agar acida de sodio, MacConkey, SS
Medios Diferenciales: contienen colorantes, azucares e indicadores,
concebidos para provocar una respuesta bioquímica conocida, lo
cual nos permite identificar bacterias de acuerdo a las características
que estas presentan como el agar MacConkey y EMB.
Medios inhibidores: Cuando las sustancias añadidas a un medio
selectivo impiden el crecimiento de una población microbiana, se
denomina inhibidor. Los medios inhibidores podrían considerarse
una variante más restrictiva de los medios selectivos. Un medio
inhibidor es el MacConkey que permite el crecimiento de los
gérmenes pero impide el crecimiento de los Gram positivos.
3- Según las sustancias que entren a formar parte de su composición
Medios complejos: Fueron los primeros utilizados, y los más empleados se
preparan a partir de tejidos animales, y más raramente de vegetales. Su
composición no es exactamente definida, y por consiguiente no es
rigurosamente constante.
Medios sintéticos: Son aquellos que contienen en su composición
exclusivamente sustancias químicas conocidas y disueltas en agua
destilada en proporciones determinadas, resultando un medio de
composición perfectamente definida.
Medios Semisinteticos: El gran número de factores de crecimiento exigidos
para ciertos gérmenes hace que la fabricación de un medio sintético para
estos gérmenes sea imposible o demasiado cara. En este caso se aportan
los factores de crecimiento bajo la forma de un extracto orgánico complejo
(extracto de levadura, extracto de tejidos, etc.).
Conservación de cultivos bacterianos
La refrigeración puede utilizarse para la conservación de los cultivos bacterianos
durante un corto plazo. Dos métodos comunes para preservar los cultivos
microbianos durante períodos prolongados son la ultracongelación y la
liofilización. La ultracongelación es un proceso por el cual se coloca un cultivo
puro de microbios suspendido en un líquido y se congela rápidamente a
temperaturas que varían de -50 a -95 °C. El cultivo puede descongelarse y
cultivarse incluso varios años después. Durante la liofilización (congelación-
desecación), la suspensión de microbios se congela rápidamente a temperaturas
que varían de -54 a -12 °C y el agua se elimina por vacío elevado (sublimación).
Mientras se produce el vacío el recipiente se sella fundiendo el vidrio con un
soplete a alta temperatura.
Crecimiento de cultivos bacterianos
El término crecimiento bacteriano se refiere a un aumento de la cantidad de
bacterias, no a un aumento del tamaño de las células individuales. Las bacterias
suelen reproducirse por fisión binaria.
Tiempo de generación
La división de una célula produce dos células, la división de dos células produce
cuatro células y así sucesiva- mente. Cuando el número de células en cada
generación se expresa como potencia de 2, el exponente indica el número de
duplicaciones (generaciones) que se han producido. El tiempo necesario para que
una célula se divida (y su población se duplique) se denomina tiempo de
generación. Este tiempo varía considerablemente entre los microorganismos y con
las condiciones ambientales, como la temperatura. La mayoría de las bacterias
tienen un tiempo de generación de 1 a 3 horas; otras requieren más de 24 horas
por generación.
Fases de crecimiento
Cuando se inoculan algunas bacterias en un medio de crecimiento líquido y se
cuenta la población con intervalos es posible graficar la curva de crecimiento
bacteriano que muestra el crecimiento de las células en función del tiempo.
Fase retraso: Durante un tiempo el número de células cambia muy poco debido a
que las células no se reproducen de inmediato en un medio nuevo. Este período
de escasa o nula división celular se denomina fase de retraso y puede durar 1 hora
o varios días. Sin embargo, durante este tiempo las células no están inactivas. La
población microbiana atraviesa un período de intensa actividad metabólica que
comprende sobre todo la síntesis de enzimas y diversas moléculas.
Fase logarítmica o exponencial: Por último las células comienzan a dividirse y
entran en un período de crecimiento o de incremento logarítmico denominado fase
logarítmica o fase de crecimiento exponencial. La reproducción celular alcanza una
actividad máxima durante este período y su tiempo de generación llega a un
mínimo constante. Como el tiempo de generación es constante, la representación
logarítmica del crecimiento durante esta fase exponencial es una línea recta. La
fase logarítmica también es el momento en que las células presentan mayor
actividad metabólica.
Fase estacionaria: En algún momento la tasa de crecimiento disminuye, el número
de muertes microbianas compensa el de células nuevas y la población se
estabiliza. La actividad metabólica de las células que sobreviven también se torna
más lenta en esta fase. Este período de equilibrio se denomina fase estacionaria.
Las razones del cese del crecimiento exponencial no siempre son claras. Se
supone que el agotamiento de los nutrientes, la acumulación de productos de
desecho y los cambios perjudiciales del pH pueden participar en este proceso.
Fase de declinación: Al final el número de muertes supera el número de nuevas
células formadas y la población entra en la fase de declinación o fase de
declinación logarítmica. Esta fase continúa hasta que la población disminuye a una
pequeña fracción de células más resistentes o hasta que todas sus integrantes
mueren, Muchas células bacterianas a menudo involucionan durante esta fase, lo
que significa que su morfología cambia de manera espectacular, lo que dificulta su
identificación.
Control del crecimiento microbiano
Terminología del control microbiano
La esterilización es la eliminación o la destrucción de todas las formas de vida
microbiana. El calor es el método más común para eliminar microbios, incluidas
las formas más resistentes, como las endosporas. Un agente que produce
esterilización se denomina esterilizante. La esterilización mediante la eliminación
de microbios de los líquidos o los gases puede realizarse por filtración.
Se podría pensar que los alimentos enlatados que se encuentran en los
supermercados son completamente estériles. En realidad, el tratamiento por calor
necesario para asegurar la esterilidad absoluta podría degradar de manera
innecesaria la calidad del alimento. Por ende, los alimentos se someten sólo al
calor suficiente para destruir las endosporas. Este tratamiento por calor limitado se
denomina esterilización comercial.
El control dirigido a la destrucción de microorganismos perjudiciales se denomina
desinfección, término que suele referirse a la destrucción de patógenos
vegetativos, que no es lo mismo que la esterilidad completa. La desinfección
podría efectuarse con sustancias químicas, radiación ultravioleta, agua en
ebullición o vapor.
Los nombres de los tratamientos que producen la muerte directa de los microbios
llevan el sufijo -cida, que significa muerte. Un biocida, o germicida, mata a los
microorganismos.
Otros tratamientos sólo inhiben el crecimiento y la multiplicación de las bacterias;
sus nombres llevan el sufijo -stático o -stasis, que significa detener o estabilizar,
como en bacteriostasis.
Métodos físicos para el control microbiano
Calor
1. El calor se utiliza con frecuencia para eliminar microorganismos.
2. El calor húmedo destruye a los microbios mediante la desnaturalización de sus
enzimas.
3. El punto de muerte térmica (PMT) es la temperatura más baja necesaria para
causar la muerte de todas las bacterias en un medio de cultivo líquido particular en
10 minutos.
4. El tiempo de muerte térmica (TMT) es el tiempo mínimo requerido para que
todas las bacterias de un cultivo líquido mueran a una temperatura determinada.
5. El tiempo de reducción decimal (TRD) es el período en el que se destruye el
90% de una población de bacterias a una temperatura determinada.
6. La ebullición (100 °C) destruye muchas células vegetativas y virus en el plazo
de 10 minutos,
7. La esterilización en autoclave (vapor con presión) es el método de esterilización
con calor húmedo más eficaz. El vapor debe entrar en contacto directo con el
material que se va a esterilizar.
8. En la pasteurización HTST se utiliza una temperatura elevada durante un tiempo
breve (72 °C durante 15 segundos) para destruir los patógenos sin alterar el sabor
del alimento. El tratamiento con temperaturas ultraelevadas (UHT) (140 “C durante
3 segundos) se utiliza para esterilizar los productos lácteos.
9. Los métodos de esterilización por calor seco incluyen el flameado, la
incineración y la esterilización por aire caliente. El calor seco mata por oxidación.
10. Los distintos métodos que producen el mismo efecto (reducción del crecimiento
microbiano) se denominan tratamientos equivalentes.
Filtración
11. La filtración es el pasaje de un líquido o de un gas a través de un filtro con
poros lo suficientemente pequeños como para retener microbios.
12. Los microbios pueden ser eliminados del aire por filtros de control de partículas
suspendidas de alta eficiencia.
13. Los filtros de membrana compuestos por ésteres de celulosa se utilizan con
frecuencia para eliminar bacterias, virus e incluso proteínas grandes.