PRACTICA Nm. 17

COLIFORMES TOTALES Y FECALES EN AGUA DE CONSUMO HUMANO

I. OBJETIVO

Investigar la presencia de bacterias del grupo Coliforme en agua de consumo humano mediante la tcnica del Nmero Ms Probable (NMP), usando tubos de fermentacin mltiple.

II. INTRODUCCION

La potabilidad del agua es de gran importancia en cuanto a Salud Pblica, ya que sta puede servir como vehculo de microorganismos patgenos, es decir, productores de enfermedades llamadas comnmente "de origen hdrico" tales como Salmonelosis (Tifoidea y Paratifoidea), Shigelosis, Clera, Hepatitis, etc. Estos microorganismos son todos de origen entrico.

Se sabe que los microorganismos patgenos que llegan a los depsitos de agua, proceden de las descargas intestinales de hombres y animales.

Adems, ciertas especies de bacterias, particularmente Escherichia coli, y varios microorganismos similares, denominados coliformes, Estreptococos fecales (como Streptococcus faecalis) y Clostridium perfringens, son habitantes normales del intestino grueso de hombres y animales y en consecuencia siempre estn en las materias fecales.

As pues, la presencia de cualquiera de estas especies en el agua es evidencia de contaminacin fecal y el camino est abierto a los patgenos ya que se encuentran en las materias fecales.

La evaluacin rutinaria del agua en busca de microorganismos patgenos, como Salmonella spp. y Shigella spp. puede ser difcil de realizar ya que el nmero de estas bacterias es relativamente escaso, por lo que se tiene que recurrir a pruebas bacteriolgicas del agua potable que demuestren la presencia de microorganismos indicadores que siempre estn presentes en materia fecal, fcil de demostrar y que sirva de gua para conocer el grado de contaminacin fecal.

Surge as el concepto de "Indicador de contaminacin fecal", el cual ser utilizado para la valoracin de la potabilidad bacteriolgica de las aguas.

De acuerdo con lo anterior, se ha adoptado con carcter general, el "Grupo

MICROBIOLOGIA APLICADAManual de LaboratorioColiforme" como indicador ms digno de confianza.

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La OMS incluye dentro del grupo coliforme todos los bacilos aerobios y anaerobios facultativos Gram negativos, no esporulados, que producen cido y gas al fermentar la lactosa, a 35 37 C.

Las especies clsicas de este grupo son Escherichia coli y Enterobacter aerogenes.

El microorganismo indicador ms comnmente utilizado es Escherichia coli, considerando la OMS preferible emplear la expresin "Coliforme fecal" que comprende un nmero ligeramente mayor de variedades, todas ellas de claro origen fecal e indicadores de contaminacin fecal reciente.

Para los efectos del anlisis sanitario del agua, se define el Coliforme fecal como un bacilo aerobio o anaerobio facultativo, Gram negativo, no esporulado, que fermenta la lactosa con produccin de cido y gas a 44 C ( 0.5 C) en menos de24 horas.

El mtodo se basa en la inoculacin de alcuotas de la muestra sin diluir que pueden ser volmenes de 50, 10 y 1 mL, de 10, 1 y 0.1 mL, o diluida en caso necesario, en una serie de tubos por triplicado o quintuplicado con un medio que contiene lactosa (caldo lactosado o caldo lauril triptosa).

La valoracin del contenido microbiano de una muestra de agua por el mtodo del NMP supone la utilizacin de tablas numricas que tienen en cuenta los volmenes de agua y las cantidades de tubos sembrados en una ms series.

Realmente consiste en tratar estadsticamente el nmero de tubos de cada serie sembrada que resulten positivos despus de su incubacin.

En cuanto a la investigacin de patgenos en agua, no existe un mtodo nico que permita aislar e identificar todos estos microorganismos.

En general, los mtodos con los que se obtienen mejores resultados comprenden una fase de concentracin, seguida de tcnicas de enriquecimiento y aislamiento especficas para cada microorganismo.

El procedimiento para la recoleccin de las muestras de agua para el anlisis bacteriolgico, depende del tipo de agua que se desee muestrear.

Este se har de acuerdo a la normatividad mexicana vigente.

Las muestras para el anlisis bacteriolgico, se deben tomar en frascos muestreadores que se hayan lavado con extremo cuidado y esterilizado. En su interior aadir, previo a la esterilizacin, 0.1 mL de solucin de Na2S2O3 (tiosulfato

de sodio) al 10%, por cada 120 mL de muestra con el propsito de neutralizar la accin del cloro que pudiera contener la muestra, cubriendo adems el tapn del frasco hasta el cuello con papel aluminio.

El anlisis bacteriolgico de la muestra debe practicarse inmediatamente despus de su recoleccin. Es por ello que se recomienda que de no efectuarse as el anlisis, se inicie dentro de las dos horas prximas a la recoleccin de la muestra y en ningn caso, este lapso debe de exceder de 24 horas para agua potable y de6 horas para otros tipos de agua para que sea vlido el resultado del anlisis.

Durante el perodo que transcurre del muestreo al anlisis, se debe conservar la muestra a 4 C, con objeto de inhibir la actividad bacteriana para no obtener resultados falsos o dudosos.

III. MATERIAL Y SUBSTANCIAS

Muestras de agua potable de diferente origen (Grifo, purificada y embotellada, tinaco, cisterna u otro), de un volumen mnimo de 100 mL.5 Tubos de 20 x 180 mm con campana Durham en su interior, conteniendo 20 mL de caldo lactosado lauril triptosa estril de doble concentracin.10 Tubos de 18 x 150 mm campana Durham en su interior, conteniendo 10 mLde caldo lactosado estril de simple concentracin.1 Pipeta de 10 mL graduada en dcimas, estril.2 Pipetas de 1 mL graduadas en dcimas, estriles.10 Tubos de 18 x 150 mm con campana Durham en su interior, conteniendo 10 mL de caldo Lactosa bilis verde brillante (LBVB) estril de concentracin sencilla.10 Tubos de 18 x 150 mm con campana Durham en su interior, conteniendo 10 mL de caldo E.C. (Escherichia coli) estril de concentracin sencilla.Mechero Bunsen. Cerillos encendedor. Asa bacteriolgica.Gradillas para tubos de 18 x 150 y de 20 x 200.Agitador de tubos Vortex. Incubadora a 35 C.Bao Incubador para C. Fecales a temperatura constante de 44 C ( 0.5 C).

IV. TECNICAS

Descripcin de la metodologa de anlisis:

La tcnica del NMP comprende siempre una prueba presuntiva y otra confirmativa.

Esto es as porque una positividad en un tubo de la prueba presuntiva no indica necesariamente la presencia del grupo bacteriano a determinar (Coliformes Totales, Coliformes Fecales o Estreptococos Fecales), sino tan solo es una presuncin, que habr de confirmarse posteriormente.

Sin embargo, una negatividad en la prueba presuntiva permite dictaminar la ausencia de dicho grupo bacteriano en el agua examinada.

La denominada prueba presuntiva consiste en una metodologa de tipo general para cualquier grupo de bacterias, mientras que la prueba confirmativa es especfica.

PRUEBA PRESUNTIVA:

Todas las operaciones debern efectuarse en absolutas condiciones de asepsia.

1. Preparar tres series sucesivas de 5 tubos con caldo lactosado, una de doble concentracin y las otras dos de concentracin sencilla.

2. Etiquetar las series con 10, 1 y 0.1 mL.

3. Agitar vigorosamente la muestra por lo menos 20 veces antes de tomar el volumen que se va a inocular, a efecto de homogeneizar.

4. Antes y despus de realizar las inoculaciones, la boca del frasco de la muestra deber ser flameada con objeto de evitar contaminacin.

5. Inocular con una pipeta de 10 mL este volumen de muestra en la serie de tubos con caldo de doble concentracin, con otra pipeta de 1 mL para 1 mL de muestra en la segunda serie de tubos con concentracin sencilla. (Fig. 17.1)

6. Igualmente con la misma pipeta podr inocularse la tercera serie de tubos con0.1 mL de muestra.

Normalmente, siempre que no se sospecha que el agua contenga elevada carga bacteriana, solo se inoculan estas tres primeras series de tubos.

En caso contrario, ser necesario inocular otras series y por lo tanto, realizar diluciones de la muestra original.

7. Incubar todos los tubos a una temperatura de 35 C durante 24-48 horas.

8. Despus de 24 horas de incubacin efectuar una primera lectura para observar si hay tubos positivos, es decir, con produccin de cido, si el medio contiene un indicador de pH, turbidez y produccin de gas en la campana Durham.

Al hacer esta verificacin es importante asegurarse que la produccin de gas sea resultado de la fermentacin de la lactosa en cuyo caso se observar turbidez en el medio de cultivo y no confundir con burbujas de aire.

Para evitar este tipo de confusiones es recomendable revisar las campanas Durham antes de proceder a la inoculacin y desechar aquellos que contengan burbujas de aire de alguna manera eliminar stas y as poder utilizarlos.

9. De los tubos que en esta primera lectura den positivos, ya se pueden hacer las pruebas confirmatorias para coliformes totales y coliformes fecales.

10. En caso de no apreciarse alguno o todos los cambios mencionados en el resto de los tubos, continuarn en incubacin 24 horas ms.

11. Despus de 48 horas (2h) a partir de la inoculacin, se hace la lectura final.

12. Si pasadas estas 48 h tampoco se aprecia turbidez ni produccin de gas, los tubos se toman como negativos.

INTERPRETACION:

Si el total de tubos son NEGATIVOS: El examen se da por terminado, reportando la AUSENCIA DE COLIFORMES TOTALES Y FECALES en la muestra analizada.

Todos aquellos tubos que den POSITIVOS para prueba presuntiva se anotarn convenientemente y se proceder a realizar la PRUEBA CONFIRMATORIA para Coliformes Totales y Fecales.

PRUEBA CONFIRMATORIA PARA COLIFORMES TOTALES:

1. A partir de cada uno de los tubos que han resultado positivos en la prueba presuntiva, agitndolos previamente para homogeneizar, inocular con tres asadas tubos conteniendo caldo Lactosa Bilis Verde Brillante (LBVB). (Fig.17.2)

2. Incubar durante 48 3 h a 35 0.5 C.

3. Despus de la incubacin observar la presencia de turbidez y de gas.

108

INTERPRETACION:

Si se observa turbidez y produccin de gas:

La prueba se considera POSITIVA, debiendo anotar el nmero de tubos positivos para posteriormente hacer el clculo del NMP.

Si en ninguno de los tubos se observa produccin de gas, aun cuando se observe turbidez:

Se consideran negativos, establecindose el Cdigo 0,0,0 para efecto del clculo del NMP.

PRUEBA CONFIRMATORIA PARA COLIFORMES FECALES:

1. A partir de cada uno de los tubos que han resultado positivos en la prueba presuntiva, agitndolos para homogeneizar, inocular con tres asadas tubos conteniendo caldo E.C. (Escherichia coli). (Fig. 17.3)

2. Incubar durante 24 horas a 44 C ( 0.5 C), observar presencia de turbidez y gas. (Fig. 17.4)

INTERPRETACION:

Si se observa turbidez y produccin de gas:

La prueba se considera POSITIVA, debiendo anotar el nmero de tubos positivos para posteriormente hacer el clculo del NMP.

Si no se observa produccin de gas, aun cuando se observe turbidez:

Se reporta la AUSENCIA DE COLIFORMES FECALES.

CALCULOS.

De acuerdo a los tubos positivos en las pruebas confirmativas para ColiformesTotales y Fecales:

Establecer los cdigos correspondientes para calcular por referencia en la tabla estadstica correspondiente (Tablas 17.1 17.4), el NMP de Coliformes Totales y Fecales en 100 mL de agua.

En caso de no encontrar en las tablas la combinacin de tubos adecuada, emplear para los clculos la siguiente ecuacin:

NMP/100 mL =

No. De tubos positivos

x 100mL de muestra

en tubos negativos

mL de muestra

en todos los tubos

ELABORACION Y PRESENTACION DE RESULTADOS.

Los resultados se elaboran de la siguiente manera:

Si nicamente se inoculan tres series de cinco tubos cada una con 10, 1 y 0.1 mL de muestra, la lectura de los resultados nos permite tener dos cdigos de valores uno para coliformes totales y otro para coliformes fecales los cuales ledos en la tabla del NMP nos dar el valor de bacterias correspondientes en100 mL de muestra, de manera directa.

Si se han realizado diluciones, se ha de obtener una serie final con valor cero.

A continuacin se establece el triplete de valores correspondiente a las tres series anteriores a la del valor cero que podr ser leda en la tabla del NMP.

Para efectos de expresar el valor obtenido basndose en 100 mL de muestra habr de dividirse el resultado de la tabla por el volumen real de muestra inoculada en cada tubo de la serie central de cada triplete escogido.

Se tendr un triplete de valores para cada tipo de determinacin.

En general se tiene:

NMP/C =

NMP ledo en la tabla Volumen

real de muestra

inoculadaen cada tubo de la serie central (mL)

Los resultados obtenidos se expresarn de la siguiente manera: NMP DE COLIFORMES TOTALES: / 100 mLNMP DE COLIFORMES FECALES: / 100 mL

EJEMPLOS:

1) La lectura de los resultados obtenidos en el anlisis del agua de un grifo es la siguiente:

Volumen de muestra inoculada. (mL)Denominacin de la serie de 5 tubos.Tubos positivos en la prueba presuntiva para coliformes totales y fecales.Tubos positivos en la prueba confirmativa para coliformes totales.Tubos positivos en la prueba confirmativa para coliformes fecales.

101 CT.CF542

12 CT.CF321

0.13 CT.CF210

Con estos datos consultando la tabla del NMP correspondiente tenemos:

Para coliformes totales los resultados obtenidos finalmente en la prueba confirmativa son: 4,2,1 que en la tabla nos indica un valor de 26 es decir el resultado ser:

NMP DE COLIFORMES TOTALES: 26/100 mL.

Para coliformes fecales el triplete de valores obtenido es: 2,1,0 y consultando la tabla del NMP se tiene el valor de 7.

El resultado se expresar:

NMP DE COLIFORMES FECALES: 7/100 mL

2) La lectura de los resultados obtenidos en el anlisis de un agua de la que fue necesario hacer diluciones, es la siguiente:

Volumen de muestra inoculada. (mL)Denominacin de la serie de 5 tubos.Tubos positivos en la prueba presuntiva para coliformes totales y fecales.Tubos positivos en la prueba confirmativa para coliformes totales.Tubos positivos en la prueba confirmativa para coliformes fecales.

0.13 CT.CF432

0.014 CT.CF211

0.0015 CT.CF110

Para coliformes totales se establece el cdigo del triplete: 3,1,1 y consultando la tabla del NMP se observa un valor de 14, por lo tanto se tiene:

14 / 0.01 = 14 x 100 = 1400. El resultado se expresar:

NMP DE COLIFORMES TOTALES: 1400/100 mL

Para coliformes fecales con el mismo razonamiento se establece el cdigo:2,1,0 que en las tablas del NMP correspondientes se observa un valor de 7, por lo tanto se tiene:

7 / 0.01 = 7 x 100 = 700

El resultado se expresar:

NMP DE C OLIFORMES FECALES: 700/100 mL

CONFIABILIDAD

El procedimiento de fermentacin en tubos mltiples es el mtodo ms usado por su facilidad y economa.

El resultado de esta prueba se expresa por el nmero ms probable (NMP), pero debe entenderse que este mtodo no es exacto ya que slo nos da la probable densidad de bacterias coliformes totales o fecales de una muestra determinada.

La confiabilidad est dada por los niveles superiores o inferiores del lmite de confianza al 95% establecidos en las tablas para cada NMP/100 mL, no obstante, es una indicacin importante para evaluar la calidad sanitaria del agua.

V. CUESTIONARIO

1. Mostrar los clculos realizados para obtener el NMP de Coliformes Totales yFecales en el agua analizada.

2. Cules son las caractersticas que debe reunir un Microorganismo Indicador?

3. Por qu el nmero de Coliformes Totales es siempre mayor que el deColiformes Fecales?

4. De acuerdo a la normatividad mexicana vigente Cules son los lmites permisibles en cuanto a Coliformes Totales y Coliformes Fecales en el agua para consumo humano? Dar los nmeros de las Normas Oficiales Mexicanas correspondientes.

5. Por qu aun cuando los microorganismos patgenos se encuentran en poca concentracin en un agua stos pueden causar enfermedad?

TABLA 17.1: Indice del NMP y lmite confiable de 95% para varias combinaciones de resultados positivos y negativos cuando se usan: 5 tubos con porciones de 10 cm3 en cada uno, 5 con porciones de 1 cm3 y 5 con porciones de 0.1 cm3.

No. De tubos con reaccionespositivas.IndicedelNMPpor100 cm 3.Lmite confiable de95%.No. De tubos con reaccionespositivas.IndicedelNMPpor100 cm 3.Lmite confiable de95%.

5 tuboscon 10cm3.5 tuboscon 1cm3.5 tuboscon 0.1cm3.InferiorSuperior5 tuboscon 10cm3.5 tuboscon 1cm3.5 tuboscon 0.1cm3.InferiorSuperior

0000

11111

222222

3333333

4444440012

00112

001123

0011223

0011120100

01010

010100

0101010

010120< 2224

24466

5779912

8111114141717

131717212622< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.511223

1224455

3557977711

711111515

131717212128

19252534344646

3146466378674444

555555

555555

5555555555552334

000111

222333

3444445555551010

012012

012012

30123401234526273334

233143334663

49709479110140

18013017022028035024035054092016002400991112

71115111621

172328253137

44354357901206812018030064078809393

708911093120150

130170220190250340

50030049070085010007501000140032005800

Tomado de NOM-AA-42-1987

TABLA 17.2: Indice del lmite confiable de 95% para varias combinaciones de resultados positivos y negativos cuando se usan: 1 tubo con porciones de50 cm3, 5 tubos con porciones de 10 cm3 y 5 tubos con porciones de 10 cm3.

No. de tubos conreacciones positivasIndice delNMP por100 cm 3Lmite confiable de95%No. de tubos conreacciones positivas.Indice delNMP por100 cm 3Lmite confiable de95%

1 tubocon 50 cm35 tuboscon 10 cm35 tuboscon 1 cm3InferiorSuperior1 tubocon 50 cm35 tuboscon 10 cm35 tuboscon 1 cm3InferiorSuperior

000000

000000

11111

1111000111

222334

00001

1112012012

012010

01230

1230< 112123

234355

13463

5795< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.512< 0.546468

681181313

4811158

1317211311111

11111

11111

1111122233

33344

44445

5555512301

23401

23450

1234571012811

1418211317

2228354324

355492160 24013323

45645

7912158

121827391723281926

3453663147

698510012075

100140220450

Tomado de NOM-AA-42-1987

TABLA 17.3 Indice del NMP y lmite confiable de 95% para varias combinaciones de resultados positivos y negativos cuando se usan: 5 tubos con porciones de50 cm3, 5 tubos con porciones de 10 cm3 y 5 tubos con porciones de 1 cm3.

No. De tubos con reaccionespositivas.Indicedel NMP por100 cm 3.Lmite confiable de95%.No. De tubos con reaccionespositivas.Indicedel NMP por100 cm 3.Lmite confiable de95%.

5 tuboscon 50 cm3.5 tuboscon 10 cm3.5 tuboscon 1 cm3.InferiorSuperior5 tuboscon 50 cm3.5 tuboscon 10 cm3.5 tuboscon 1 cm3.InferiorSuperior

000000

1111111

222222

222

333333

333333

4444001123

0011223

001122

334

001112

223344

0001010100

0101010

010101

010

010120

120101

0120< 111111

1111122

111222

233

222233

343444

2333< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5< 0.5

< 0.511

< 0.5< 0.5< 0.5< 0.511

111111

< 0.511122222

2222244

222444

477

444477

797999

4777444444

444444

55555

55555

55555

55555

55555112223

334455

00011

12222

33334

44445

55555120120

120101

01201

20123

01230

12340

12345444455

566778

44656

7681012

911141813

1722283524

355492160240111122

222333

11222

32344

34566

679118

1118273999991212

121414171719

99141214

1714192328

2126345331

47708510075

100140220420

Tomado de NOM-AA-42-1987

TABLA 17.4: Indice del NMP y lmite confiable de 95% para varias combinaciones de resultados positivos y negativos cuando se usan: 3 tubos con porciones de 10 cm3, 3 con porciones de 1 cm3 y 3 con porciones de 0.1 cm3.

No. de tubos con reacciones positivas.Indice del NMP Por 100 cm3Lmite confiable de 95%

3 tubos con 10cm33 tubos con 1 cm33 tubos con 0.1cm3InferiorSuperior

000

11111

222222

333333

3333333001

00112

001122

000111

2223333010

01010

010101

012012

0120123< 333

4771111

91415202128

2339644375120

9315021024046011002400< 0.5< 0.5

< 0.51133

1337410

471571430

1530353671150913

2021233636

3637448947150

120130380210230380

380440470130024004800

Tomado de NOM-AA-42-1987