AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA

JAIME FISAC PONGILIONI

Ingeniero AgrónomoCol. Nº 4578 COIACC

Col. Nº 3199 COIAL

EL SISTEMA DE AUTOCONTROL EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

“MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS”

(Parte I)

Madrid, Noviembre de 2012

MÓDULO 5

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA.

CRECIMIENTO MICROBIOLÓGICO.

TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS.

ACTIVIDADES DE LOS MICROORGANISMOS.

DIVERSIDAD MICROBIOLÓGICA.

1

2

3

4

5

ÍNDICE

PARTE I:

Microorganismos Celulares:BacteriasHongos

Protozoos

Microorganismos Acelulares:ViroidesPrionesVirus

Organismos Celulares:

Organizacíón Procariota (archaea/bacterias)

Organización Eucariota

(eucaria/algas, hongos, protozoos)

PROCARIOTAS

Peptidoglicano:

Polisacáridos:

N-acetilglucosaminaÁcido acetil-murámicoPéptidos cortos

Endosporas; resistencia a cosas (Tª conservación de alimentos).

Unidos por aa

INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA1

Peptidoglicano

Bacterias Gram +

peptidoglicano

membrana

plasmática (8nm)

fosfolípido proteína integrada

proteína

ácidos

teicoicos

ácido

lipoproteico

Espacio periplasmático

Relacionado con la síntesis de peptidoglicano

Bacterias Gram -

membrana

plasmática (8nm)

peptidoglicano

lapoproteína

8 n

m

Lípido-A

Nú

cleo

del

po

lisa

cári

do

Po

lisa

cári

do

-O

PorteínaPorina

Esp

acio

Per

iplá

smic

oM

emb

ran

a

Ex

tern

a

Fo

sfo

líp

ido

Lípido-A

glucosamina

KDO (cetodesoxioctanato) C8

Núcleo del

polisacárido

Polisacárido “O”

(específico)

Estructura del Lipopolisacárido (LPS)

el lipopolisacárido es tóxico en animales superiores; la toxicidad está

en el Lipido-A (endotoxina).

es permeable a moléculas pequeñas; PORINAS (canal que se satura de

agua y hay moléculas pequeñas que la atraviesan). Hay porinas

especificas y no especificas.

es impermeable a moléculas grandes. Crea un espacio periplasmático

entre la membrana plasmática y el peptidoglicano. Está relacionado con

la síntesis de peptidoglicanos.

Tinción de Gram.

COLORANTE G(+) G(-)

Violeta cristal + +

Iodo Cristal Cristal

Alcohol

(decolorante)

Sigue violeta

(cierre de poros)

Decolora la célula

(disuelve los cristales)

Zafranina

(colorante rojo)Sigue violeta Color rojo

Postulados de Koch:

Procariota EucariotaEstructura

Comparación entre una célula Eucariota y una Procariota.

Estructura del Flagelo.

Diferencias entre Endosporas y Células Vegetativas.

Diferencias entre el ARN ribosómico de Archaea/Bacteria/Eukarya.

Tiempo de Generación (TG) = Tiempo de Duplicación.

Tiempo en pasar de n a 2n.

Crecimiento Exponencial:

N = N0 * 2n logN = logN0 + n*log2 n =

logN0

N0

log 2

µ * x=dt

dx

crecimiento

constante de crecimiento específico (h-1)

nº de células o de cosas que yo quiero ver

x = x0 * e µ(t–t0) Ln x – Ln x0 = µ * (t-t0) µ=

Lnx0

x

t-t0

Si (t-t0) = TG : x = 2 * x0

x = x0 * e µ(t–t0)

2* x = x0 * e µ(t–t0) TG = µ

Ln 2

define el crecimiento óptimo

Es siempre el mismo para una misma especie bajo las mismas condiciones.

CRECIMIENTO MICROBIOLÓGICO2

Curva de Crecimiento típica para una población microbiana:

LATENCIA EXPONENCIAL ESTACIONARIA MUERTE

FASES DE CRECIMIENTO

viables

turbidez óptica

(densidad óptica)

9.0

8.0

7.0

6.0

5.0

1.0

0.75

0.50

0.25

Lo

g o

rga

nis

mo

s v

iab

les/

ml

den

sida

d ó

ptica

tiempo

Medidas directas del Crecimiento Microbiológico:

A) Recuento de células totales.

Método del recuento directo ensólidos

líquidos

B) Recuento de células viables: células vivas

Método de siembra por extensión en placa.

Método de siembra por vertido en placa.

1 ml 1 ml 1 ml

1 ml

9 ml 9 ml 9 ml 9 ml

(1/10) (1/100) (1/1000) (1/10000) : diluciones

159 colonias

159 x 1000 = 1,59 * 105 (células / ml muestra original)

Factor de dilución 102

Las Industrias Agrarias y Alimentarias usan los “Sistemas de

Cultivo Continuos”:

REGULADOR DE FLUJOGAS/ AIRE ESTÉRIL

MEDIO FRESCO DEL RESERVORIO

ESPACIO DE CABEZA GASEOSA

CULTIVO

EFLUENTE DE CÉLULAS

MICROBIOLÓGICAS

X

S

S y X constantes: controlando

S controlo X

S Flujo constante de sustrato

Factores que afectan al crecimiento microbiológico:

Temperatura:

A mayor Tª las reacciones químicas y enzimáticas son más rápidas,

pero llega a un punto donde se inhibe el crecimiento.

Cada organismo tiene sus temperaturas cardinales:

Tª mínima: Por debajo de ésta no existe crecimiento.

Tª óptima: Crecimiento rápido (+ cerca de Tªmáx que de Tªmin).

Tª máxima: Por encima de la cuál no existe crecimiento.

Tª

Tª min Tª opt Tª max

GELIFICACIÓN DE LA MEMBRANA (transporte lento: existe crecimiento)

DESNATURALIZACIÓN PROTEICA

Organismos PSICRÓFILOS:

Tª óptima < 15 ºC

PSICRÓFILOS ESTRICTOS: por encima de 15-20 ºC mueren.

PSICRÓFILOS TOLERANTES: toleran bajadas bruscas de Tª.

crecen a 0ºC.Tª óptima 20 – 40 ºC.

Organismos MESÓFILOS:

Tª óptima 30 - 37 ºC

E. coli.

Organismos TERMÓFILOS:

Tª óptima > 50ºC

TERMÓFILOS TOLERANTES: Tª óptima 50 ºC.

HIPERTERMÓFILOS: Tª óptima > 80 ºC.

No en Eucariotas.

Asociadas a procesos volcánicos.

Casi todas Arqueobacterias.

Escherichia coliE. coli

“Thermus Aquaticus”:

Tª optima 150 ºC.

“Thermus Aquaticus polimerasa”:

Técnica del PCR (medicina forense)

En centrales eléctricas y calentadores.

TERMÓFILOS e HIPERTERMÓFILOS se usan en

biotecnología, pues son muy estables y catalizan

reacciones a altas temperaturas.

Thermophilus Aquaticus

pH:

Para que exista crecimiento: 2 < pH < 10.

También hay pH óptimos.

Organismos ACIDÓFILOS:

pH 2 – 5.

Hongos.

Zumo de limón pH = 2

Organismos NEUTRÓFILOS:

pH 7.

Agua Pura.

pH citoplasmático es neutro.

Organismos ALCALÓFILOS:

pH > 7 (7 – 10).

Bacillus (Gram +).Alcalófilos Extremos: Archaea

Oxígeno:

Organismos AEROBIOS:

Crecen a tensiones de O2 normales: 21% de O2 en aire.

MICROAERÓFILOS: Utilizan el O2 cuando está a niveles mas bajos

que en el aire.

A. FACULTATIVOS: Bajo ciertas condiciones nutritivas crecen tanto

en condiciones aerobias como anaerobias.

Organismos ANEROBIOS:

Los que no respiran O2.

A. AEROTOLERANTES:Toleran el O2.

Crecen en presencia de O2 pero no pueden usarlo.

A. ESTRICTOS: Inhibidos o mueren en presencia de O2.

Bacterias: Clostridium (Bacilos Gram +)

Homoacetogénica.

Sulfato-reductoras.

Los AEROBIOS / ANAEROBIOS TOLERANTES tienen enzimas capaces de

destruir las formas tóxicas del O2:

Formas tóxicas del O2:

O2 + e- O2- Superóxido

(ion muy tóxico)

O2- + e- + 2H+ H2O2 Peróxido de H

H2O2 + e- + H+ H2O + OH-

Ión hidróxilo(Se forma debido a radiaciones)

Enzimas que destruyen las 3 formas tóxicas:

CATALASA: Elimina el H2O2

H2O2 + H2O2 2H2O + O2 ( )

PEROXIDASA: Elimina el H2O2

H2O2 + NADH 2H2O + NAD+

SUPEROXIDOSISMUTASA: Catalasa en combinación

O2 + O2 + 2H+

H2O2 + O2 ( )(SOD)

Si tiene SOD tiene catalasa o peroxidasa

Disponibilidad de Agua:

Es necesaria para la célula.

Se crea una presión de turgencia importante para crecer.

Medio HIPOTÓNICO:

La célula explotaLa [ ] exterior < [ ] citoplasma

Medio HIPERTÓNICO:

La célula se arrugaLa [ ] exterior > [ ] citoplasma

Actividad de Agua: aw

aw =Presión de vapor del aire en equilibrio con una solución

Presión del agua pura a esa temperatura

0 < aw < 1

aw =Ps

PH2O

Organismos HALÓFILOS:

Requieren NaCl para crecer.

Microorganismos marinos.

H. DISCRETOS: Bajo requerimiento de NaCl (1- 6 %).

H. HIPERTÓNICOS: Moderado requerimiento de NaCl (6 - 15%).

H. EXTREMOS: Crecen en ambientes muy salinos

15 – 30 % para crecimiento óptimo

Organismos OSMÓFILOS:

Los microorganismos crecen en [ azúcares ].

Crecen en frutas.

Organismos XERÓFILOS:

Los microorganismos crecen en ambientes muy secos.

Solutos Compatibles:

Para no arrugarse, el microorganismo sintetiza solutos para

aumentar la tensión osmótica en su interior.

Medición del Crecimiento Microbiológico:

MICROSCOPÍA ÓPTICA: Microscopio óptico o de campo brillante.

AUMENTO: Con lentes convexas (a + convexa + aumento).

CONTRASTE: Consiste en diferenciar la imagen del fondo.

Depende de la absorción.

Añadimos colorante a la muestra.RESOLUCIÓN: Capacidad para ver 2 puntos como 2 puntos y no

como 1.

“Poder de resolución”: distancia mínima para ver 2

puntos como 2 puntos.

t =λ

2 * AN

longitud de onda

Apertura Numérica = n * senϴ

Índice de refracción

Tamaño de la lente

150 t = 200

¡¡ no lo veo !!

TÉCNICAS de OBSERVACIÓN

TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS3

(t)

Microscopio óptico:

simple

Compuesto (2 lentes)

ocular

objetivo

2 lentes

3 lentes

x 10

x 20

x 10

x 40

x 100para

inmersión

Microscopio óptico de campo oscuro: aumenta el contraste

Podemos ver muestras frescas (sin teñir); células vivas.

Tinciones:

Simples: compuestos ácidos/básicos cargados.matamos a las células (desventaja).fijación a la llama.

Diferenciales: tinción de Gram.tinción ácido-alcohol resistencia (para cepas de

mycobacterium).

Específicas: de esporas.de flagelos.negativa (cápsula).

Microscopio Electrónico de Transmisión:

M.O. M.E.T.

HAZ Luz Electrones

MUESTRA En pletina de cristal En pletina de metal (al vacío)

ENFOQUE Sistema de lentes Sistema de lentes electromagnéticas

IMAGEN FINAL Imagen real Microfotografía de fluorescencia

AUMENTO Hasta 1.000 aumentos Hasta 200.000 aumentos

RESOLUCIÓN Hasta 200 nm Hasta 1nm

Muestra: al vacío.

Corte en la parafina con una cuchilla (microtomo).

Tinción con metales pesados.

Técnica empleada:

Criofractura.

Criograbado.

Sombreado metálico (para los Virus).

Microscopio óptico:

De campo brillante.De campo oscuro.Por contraste de fases:

Basada en la diferencia de índice de refracción de los ≠

componentes de la muestra (imagen tridimensional).

Fluorescente:

Técnicas con fluorocromos o marcación con sonda.

Con focal:

Microscopía antigua.

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA:

Con esto la λ.

Calentamos hilos de tulsteno a 3.000 ºC y creamos un chorro de e-

con una ddp altísima.

λ =1,5

V (voltaje)=

1,5

300= 0,055 nm d =

0,055

2*300

d =λ

2*AN

Microscopio Electrónico de Transmisión:

Recogemos los electrones secundarios que emiten la muestra al

ser bombardeado por electrones primarios.

Para observar células enteras.

Tienen baja capacidad de resolución (1.000 aumentos; 20nm).

Cubrimos con metales para acentuar las diferencias.

virus

bacterias

membrana externa de una Gram (-)

m. electrónico.

m. óptico.

m. e. de transmisión.

Cultivo axénico cultivo puro (1 sola especie de 1 sola célula).

TÉCNICAS de CULTIVO

Condiciones estériles no contaminación cond. asépticas.

Medio de cultivo Para hacer crecer los microorganismos.

Condiciones óptimas de cultivo especie.

TÉCNICAS DE ESTERILIZACIÓN:

ESTERILIZACIÓN AL CALOR:

Calor Húmedo:

Autoclave (1 atm).

Vapor de agua 120 ºC sin hervir.

20 min en esterilizar.

Cualquier cosa miscible con el agua se autoclava.

Calor Seco:

En horno:

180 ºC / 2-3 horas.

Materiales que aguanten altas temperaturas.

A la llama (mechero).

FILTRACIÓN:

Separamos los m.o. del material a esterilizar.

Sustancias termolábiles (aa, proteínas, …)

Tipos de filtros:

De profundidad (de celulosa).

De membrana ( 0,2-0,4 micras de tamaño de poros).

Nucleopore (hechos los poros con radiaciones – sin cont)

HEPA (para filtrar el aire - cabina de flujo laminar).

ESTERILIZACIÓN CON COMPUESTOS QUÍMICOS: en frio.

Matamos al m.o. con:

Germicida.

Microbicida ( bactericida, viricida, fungicida, …)

Microbioestáticos:

No los mata pero inhibe su crecimiento.

Toxicidad selectiva: Dependiendo de la t.s. tenemos:

Desinfectante: superficies inanimadas. Ej:alcohol.

Antiséptico: superficies de tejido como uso tópico. Ej. alcohol

Quimioterapéutico: no tóxico para nosotros.

Fenoles y Alcoholes:

Desestabilizan los lípidos de membrana.Desinfectante (piel) y antiséptico.

Halógenos y H2O2:

Para agentes oxidantes.

Metales pesados:

Son muy tóxicos.Mercurio de cromo.

Detergentes:

Agente surfactante.

Gases:

Matan a las esporas.

Óxido de etileno y Formaldehido.Son muy tóxicos.Esterilizamos con bajas dosis.

2 técnicas de aislamiento de m.o.:

Método de siembra en estría o placa. CULTIVOS AEROBIOS

Método de diluciones sucesivas. CULTIVOS ANEROBIOS

Medio de Cultivo:

Nutrientes.

Macronutrientes: C, H, O, N, P, S, K, Mg, Na, Ca, Fe.

Micronutrientes: Fe (elementos traza).

NUTRIENTES:

Síntesis de la estructura

celular y crecimiento (Fuente

de C)

ANABOLISMO

Obtención de Energía CATABOLISMO

FUENTE DE C:

CO2 atmosférico AUTÓTROFO

Componentes orgánicos HETERÓTROFO

FUENTE DE ENERGÍA:

Luminosa (luz):

FOTOAUTÓTROFO

Por compuestos químicos:

autótrofo

heterótrofo FOTOHETERÓTROFO

QUIMIOAUTÓTROFOautótrofo

heterótrofo QUIMIOHETERÓTROFO

Medio de cultivo:

Complejo: Ponemos un poco de todo con una fuente de

Carbono (azúcar).

Definido: Sabemos la composición exacta.

Selectivo: Para que crezca un determinado m.o.

Diferencial: Para poder distinguir dos microorganismos

distintos (Agar, caldo peptonado, LIA, …)

Microscopía Electrónica

VISIÓN DEL METABOLISMO:

Reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula.

1.- Entrada de nutrientes en la célula.

2.- Síntesis.

3.- Ensamblaje.

Productos Precursores: Energía para todos los procesos del metabolismo.

NUTRIENTE

Reacción ANABÓLICA

Reacción CATABÓLICA

(biosíntesis)

(productor de energía)

POLIMERIZACIÓN ESTRUCTURA

CELULAR

Metabolitos Precursores

Poder Reductor (NADH)Energía (ATP)

ACTIVIDAD DE LOS MICROORGANISMOS4

PRINCIPALES RUTAS CATABÓLICAS:

Metabolitos precursores:

Son 12 compuestos esenciales.

Ninguna ruta por sí sola da los 12 compuestos.

Poder Reductor:

E0´ (mv)

Reacciones de Oxido-Reducción (RedOx)

Oxidación: ceder e-(Lo ceden los átomos de H)

Reducción: ganar e-

Transferencia

de protones

Potencial de reducción:

E0´ (mv) < 0

E0´ (mv) > 0

capacidad para ceder e-

capacidad para ganar e-

Glucosa como fuente de energía: funciona bien como dador de e-

Proteínas transportadoras del PR:

Libres en el citoplasma:

Asociadas a membranas:

NAD+ ó NAP

Forma la cadena de e-respiración

fotosíntesis

Energía:

Enlaces ricos en energía: Enlaces tipo fosfato (ATP es el más alto)

No todos los fosfatos son energéticos

Síntesis de ATP:

Fosforilación a nivel de sustrato PEP Piruvato

Compuesto orgánico fosforilado

Molécula de Fosfato de alta Energía ADP ATP

Fosforilación oxidativa

En las membranas: ATPasa ATPsitetasaó

Introducen H+

Sintetiza ATP para el gradiente de protones

GLUCOLISIS:

GLUCOSA G-6-P F-6-P F1,6-BP

DHAP

G3P1,3-BPGPEPPIRUVATO

ATP ATP

Muy inestable

(C6)

(C3)

(C3)

aldolasa

Comienzan las

oxidaciones

NAD

NADH

Muy inestableADP

ATP

ADP

ATP

1 glucosa 2 piruvato + 2ATP + 2NADH

ENTNER-DOUDOROFF:

GLUCOSA G-6-PÁCIDO 6 FOSFO

GLUCÓNICO

ATP NADH

αKDG

PIRUVATO

GLICERALDEHIDO

FOSFATO

aldolasa

H2O

PIRUVATO

1 glucosa 2 piruvato + 1ATP + 2NADH

PENTOSAS FOSFATO:

GLUCOSA G-6-PÁCIDO 6 FOSFO

GLUCÓNICO

RIBULOSA 6

FOSFATO

ATP

1 glucosa 2 piruvato + 1ATP + 3NADH

NADH

ADP

G-3-PPIRUVATO

NADHCO2

Desde PIRUVICO puedo:

Para BIOSÍNTESIS.

Seguir OXIDANDO para obtener energía hasta el final (CO2) respirando,

pero hay m.o. que no respiran (el Piruvico de las PF no se oxida más!!!).

RESPIRACIÓN:

Proceso en el cual un compuesto es oxidado con O2 (o un sustituto de O2), que

funciona como aceptor terminal de e- y que normalmente se acompaña de la

producción de ATP por Fosforilación Oxidativa.

R. ANAERÓBICA: en lugar de O2, el último aceptor de e-

es otra sustancia

(SO42- ó NO3

- )

CICLO DE KREBS:

GLUCOSA ACETIL-CoA

piruvico (glucolisis) 2 x [3CO2 + 4NADH + 1FADH + 1GTP]

SUCCINATO

OXALACETATO

El ciclo completo sólo lo tienen algunos m.o.

Aceptores de e- :

Los que no lo tienen completo, contienen un enzima para descarboxilar.

1.- FADH – Deshidrogenasa.

2.- Flavoproteína.

3.- Ferredoxina (sólo capta e- , los H+

los echa fuera).

CO2

CO2

Fo

sfori

laci

ón

a

niv

eld

esu

stra

to

oxidaciones

NADH Deshidrogenasa

FLAVOPROTEÍNA

e-

Energía

“Protón-Motriz”

FERREDOXINA

QUINONA CITOCROMO

H+

H+

H+

H+

e-

e-

e-

EJEMPLO 1:

Fermentación de ácido láctico de la leche para formar yogur.

PIRUVICO

ÁCIDO PIRUVICO

NADH

NAD+ lactato deshidrogenasa

el pH y precipita la caseína

“Fermentación Homoláctica”

EJEMPLO 2: “Fermentación Alcohólica”

2 Hlac + 2 ATP

Glucosa 2 Etanol + 2CO2 + 2ATP

PIRUVICO

ACETALDEHIDO

NAD+

alcohol deshidrogenasa

NADHCO2

ETANOL

La fermentación alcohólica de la ruta de E.D. la produce la bacteria

Zymomonas (Gram -, anaerobia facultativa), indeseables en la

industria alcohólica y de bebidas.

EJEMPLO 2: “Fermentación Heteroláctica”

1Glucosa 1Hlac + 1Etanol + 1CO2

GLUCOSA

NADH + ATP

RIBULOSA

PIRUVICO ACETIL-PIRUVICO

ÁCIDO LÁCTICO ETANOL

ATP NADHNADH

NAD+NADH

(C6)

(C5)

(C3)

ATP-sintetasa: mete los H+ que han salido.

actúa como un canal de H+.

une un Pi a un ADP para formar ATP.

RESPIRACIÓN:

AEROBIA: El último aceptor de e- es el O2.

O2/H2O poder reductor muy alto

ANAEROBIA: El último aceptor de e- no es el O2.

El salto energético es más bajo.

Vía de asimilación del NITRATO:

Como NITRATO: ruta normal (plantas, hongos, …)

Como NITRITO: cede un e- de Nitrato a Nitrito.

FERMENTACIÓN:

“Catabolismo anaeróbico en el que un compuesto orgánico sirve al

mismo tiempo como donador y aceptor de e- y en el que el ATP se

produce por fosforilación a nivel de sustrato”

No existe oxidación total de la fuente de energía.

No existe donador final de e-

Todas las reacciones están “balanceadas” internamente.

Hay que “gastar” el poder reductor (NADH) reduciéndolo.

GLUCOSA G-6-P

αKDG PIRUVATO G-3-P

PIRUVICO

PIRUVICOG-3-PR-6-P

A6PG

F-6-P F-1,6-B-P G-3-P D-H-A-P

1,3-B-P-G P-E-P PIRUVICO GLUCOLISIS

ENTNER DOUDOROFF

PENTOSAS FOSFATO

FUENTE DE

ENERGÍA

FUENTE DE

CERBONOSERES

compuestos orgánicos CO2

QUIMIOAUTÓTROFOS

(QUIMIOLITOTROFOS)

luz CO2 FOTOAUTÓTROFOS

compuestos orgánicos compuestos orgánicos QUIMIOHETERÓTROFOS

AUTÓTROFOS

Fijación de CO2 Ciclo de KALVIN

6 moléculas de CO2 1 molécula de Fructosa

12 NADPH

18 ATP

FUENTE DE ENERGÍA

- Luz ATP

NADPH FOTOSÍNTESIS

- Compuestos Químicos ATPasa (capta los e- del compuesto químico

directamente)

(el CQ es el donador de e-)

BACTERIAS

ARCHEOBACTERIAS

PROCARIOTAS

ESTROMATOLITOS: Masas microbianas laminadas, construidas por capas de

organismos filamentosos y no filamentosos que pueden

encontrarse fosilizados.

Origen de la vida

TEORÍA

ENDOSIMBIÓTICA:

Mitocondria y cloroplastos fueron en su día dos bacterias

de vida libre.

El microorganismo endosimbionte era fotosintético (da

lugar a las plantas)

CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS

Clasificación que nadie acepta: Reino Animal / Plantas / Fungi / Monera / Protistahongo protozoo procariota

Cronómetro Molecular: ARNr 16S

18S

eucariota

procariota

DIVERSIDAD MICROBIANA5

BACTERIAS

ARCHAEA

EUCAREA (eucariotas)

BACTERIAS:

Bacterias Verdes.

Microorganismos Fotosintéticos:

Bacterias Rojas ó Purpúreas.

Tienen clorosomas para acumular la energía.

Acumula en la membrana citoplasmática pigmentos para

acumular energía.

Las BV y BR: Fotosíntesis anoxigénica

Solo 1 fotosistema

Tienen bacterioclorofilas:

BV: b, A, C, D, F.

BR: b, A, B.

No producen CO2

El tipo de luz que necesitan determina el hábitat.

Carotenos (efecto protector contra ciertas λ.

clasificación: dominioreinosecciónclaseórdenfamiliagéneroespecie

+

-

Cianobacterias.

Ficobiliproteina en cianobacterias (Ficociana da color azul).

Tienen tilacoides, Fotosistema I (fotosíntesis oxigénica) y II.

Tienen la Clorofila A.

Crecen en suelos (fertilizantes en suelos).

“Azolla”, “Anabaena” (bacteria): hace la fotosíntesis y fija

nitrógeno atmosférico (plantación de arroz).

Hacen la misma fotosíntesis que las plantas.

La luz: forma el grad de protones y dona e- (NADP NADPH)

“fotosíntesis cíclica” (no donador ext. de e-)

Sólo se forma ATP (luz ATP)

FOTOFOSFORILACIÓN CICLICA

El NADPH surge de:

H2: dona los e- de NADP a NADPH

HS-: no lo dona directamente. La cadena de

e- va al revés.

TRANSPORTE INVERSO DE e-

Viven en lagos, estanques y fuentes termales.

Bacterias del Azufre.

Microorganismos Quimiolitotrofos:

Bacterias del Hierro.

HS- dona los e- a la Quinolona y se crea el grad en la

membrana forma ATP.

Aerobia y pH ácido (acidófilo).

Para sintetizar NADPH “Transporte inverso de e-”

No es necesaria reacción metabólica.

Oxida el Fe2+ a Fe3+ .

En arroyos de minerías.

Fe2+

Fe3+

O2

H2O

H+, H+ ATP

pH 2-3 pH 6

EXTERIOR INTERIOR

Bacterias Aerobias.

Microorganismos Quimioheterótrofos:

Pseudomonas: Siempre respiran.

Hacen la ruta de E. Doudoroff.

Metabolizan gran cantidad de compuestos.

Proceso descontaminante: BIORREMEDIACIÓN

Proceso de lucha biológica (sideróforos:

acompleja todo el Fe para que el patógeno

no lo pueda utilizar).

F. Rizobiaceas:

“Pseudomona syringae”: patógenos

vegetales. Presentes en hojas y no actúan si

no hay condiciones ambientales adversas

(frío, heladas, …). Produce clorosis.

“Rizobium”:

Fija N atmosférico (leguminosas).

La bacteria está en los nódulos radicales de

la raíz: N2 NH3 vegetal

La planta es fuente de C y de E.

Se protege el O2 y se produce la

“leghemoglobina”, que lo sintetiza la planta

y se lo da a la bacteria para que atrape el

O2.

Relación planta – bacteria es específica.

Agrobacterium: “Tumefaciens”:

Produce tumores en el tallo.

“Rhizogenes”:

Produce tumores en la raíz.

Ingeniería Genética:

Nos quedamos con las “oparinas”

(productor del tumor) que crea los

genes oncogénicos y nos quedamos con

su DNAt y en ésta región inyectamos lo

que queremos cultivar.

Bacteria del

Ácido Acético:

Acumula ácidos orgánicos.

“gluconobacter”: no es superoxidante.

“acetobacter”: es superoxidante (oxida el

HAc hasta CO2).

Sorbitol: la “sorbosa” produce el “ácido

ascórbico” (proceso de BIOCONVERSIÓN)

G. Zimomonas: Produce la “fermentación alcohólica” por

la ruta de E. Doudoroff.

En algunos sitios se una para fermentar en

lugar de usar levadura (“pulque” para

hacer tequila, sidra, cerveza, miel,…).

También produce la fermentación de etanol.

Algunas especies están asociadas a

enfermedades.

G. Vibrio:

“Vibrio cholerae” en agua contaminada.

“Vibrio parahemoliticus” organismo

marino (en marisco).

Bacterias Anerobias.

Bacterias

Entéricas:

Bacilos no esporulados.

Anaerobios y facultativos.

Grupo homogéneo de bacterias.

Fermenta muchos azúcares y forma gases.

Hay mezcla de muchos compuestos a la vez.

FERMENTACIÓN ÁCIDO-MIXTA.

FERMENTACIÓN BUTANO-DIÓLICA.

FERMENTACIÓN ÁCIDO-MIXTA.

Se forma: ácido acético, ácido láctico, ácido succinico, etanol, CO2 , H2.

Grupo Escherichia: Anaerobio facultativo.Vive en el intestino grueso (si está en el i. delgado

produce enfermedades endéricas (diarreas).

Nos proporciona Vitamina-K.

Se usa como grupo indicador de contaminación.

Género Shigella: Fuertes alteraciones (toxinas muy fuertes).

Parecidas a E. coli.

Género Salmonella: Produce cepas patógenas.

Existen muchas variedades.

Clasificación: S.K, S.O, S.H

Género Yersinia: Gram -, aerobios y anaerobios facultativos.

FERMENTACIÓN BUTANO-DIÓLICA:

Se acumula y se produce “butano-diol”.

Enterobacter:Gram -, anaerobia facultativa.

Ifecciosas o descomponedoras.

Klebsiella:Gram -, anaerobia facultativa.

Bajo contenido en G+C:

BACTERIAS GRAM (+):

Cocos Gram +: Aerobios.

Capaz de tolerar gran cantidad de NaCl.

De bajo contenido en agua (desecación).

Género “Staphylococus”:

S. Aureus: tóxico en alimentos.

S. Epidermis: en nuestra flora de la piel.

Género “Sarcina”: acumula pigmentos (carotenos).

B. Lácticas: Anaerobios.

Formadas por cocos y bacilos.

Incapaces de sintetizar grupos tipo “hemo” (son

“fermentativos obligados”).

Son capaces de tolerar O2.

Catalasa: no lo tienen.

SOD: no lo tienen.

Tienen una oxidasa (FLAVOPROTEÍNA)

O2

NADH

H2O

H2O2

NAD+

NADH-oxidasa

O2

NADH NAD+

pseudicatalasa

H2O

O2

Mn

El producto final de la fermentación es el “ácido

láctico”.

Homofermentativo:

PIRUVICOGLUCOSAGLUCOLISIS

LÁCTICO

NADH NAD+

LACTATO DESHIDROGENASA

Heterofermentativo:

GLUCONATO-6-FOSFATOGLUCOSA

No tienen la “aldolasa” (enzima básico de la

glucolisis); no pueden romper la F-6-P.

RIBOSA-5-FOSFATO

PENTOSAS FOSFATO

ACETIL FOSFATOG-3-P

ETANOLPIRUVATOA. LÁCTICO

CO2

LACTOBACILUS:

Bacilos.

Especies homofermentativas / heteroferment.

Asociadas a productos lácteos:

Delbrukii supbulgaris / acidofilus.

LEUCONOSTOC:

Son fermentativos.

Forman coco-bacilar..

“leuconostoc mesenteroides”:

Vegetales: pepinillos, ….

Tolera alta [azúcares].

STREPTOCOCUS:

Lactococos: en productos lácteos.

Enterococos: en flora intestinal.

Streptococos: producen enfermedades.

S. mutans (producen caries)

S. Neumoniae (causa neumonia)

S. thermophilus (en el yogur).

B. Endosporas: La >ia son bacterias del suelo (ventaja ecológica).

Género bacilus:

Aerobios (catalasa + SOD).

Formador de endosporas.

Son los + abundantes del suelo.

Existen importantes especies para la

producción de antibióticos.

Género clostridium:

Otras especies importantes para la

intoxicación alimentaria (B. cocus).

Otras son patógenas de animales.

(B.antracis).

Otras son patógenas de insectos (B.

thuringiensis); insecticidas biológicos.

Anaerobios estrictos.

Metabolismo fermentativo.

Algunas sintentizan catalasa, pero poco.

Funciones industriales (fermentar alcohol)

Algunas fermentan la celulosa (mezcla con

combustible y etanol para biocombustible)

Algunas fermentan grasa, proteínas

cárnicas (c. cadaveris),…

c. perfringens: intoxicación alimentaria

c. botulinum: produce neurotoxina, vive

en el suelo y es mortal.

c. tetanii: vive en el suelo.

Alto contenido en G+C:

Bacterias del ácido propiónico:

Crece a partir del azúcar y la leche.

Se aisló por primera vez del queso (emental suizo)

LACTOSA A. LÁCTICO A ACÉTICO

A PROPIÓNICO

CO2

b. lacticus Propioni

bacterium

Bacterias Streptomyces:

Se clasifican según las ramificaciones de las esporas.

Son filamentosas y del suelo.

Son productores de antibióticos.

Bifidobacterias:

Género bifidobacterium:

Produce ácido láctico.

Viven en el tracto intestinal de los lactantes (bebés)

No se implanta en el intestino pero beneficia la flora.

Anaerobio.

Ruta fermentación láctica ≠ al de bacterias lácticas.

Glucolisis.

El Ciclo de Kalvin.

ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD Y DE SEGURIDAD ALIMENTARIA

JAIME FISAC PONGILIONI

Ingeniero AgrónomoCol. Nº 4578 COIACC

Col. Nº 3199 COIAL