UTILIZACIÓN DE CARBOHIDRATOS Y ÁCIDOS

ORGÁNICOS

Introducción

CARBOHIDRATOS

Grupo de compuestos formado por carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno (O).

- Monosacáridos (1 a 6 carbonos)- Polisacáridos (2 monosacáridos)- Alcoholes polihídricos (reducción de monosacárido)

Metabolismo

Suma de todos los procesos químicos que ocurren

dentro de un individuo.

ANABOLISMO.- Encargada de la síntesis de moléculas orgánicas más complejas a partir de otras más sencillas requiriendo para ello energía.

CATABOLISMO.- Transformación de moléculas orgánicas o biomoléculas complejas en moléculas sencillas utilizando energía.

Metabolismo

Fermentación.

Respiración

Fotosíntesis

Fermentación

Proceso metabólico de oxidación-reducción anaeróbica, en la cual un sustrato orgánico sirve como aceptor de electrones en lugar del oxígeno.

La fermentación de sustratos orgánicos como los carbohidratos dan tanto productos finales reducidos como oxidados.

Tipo de fermentación Productos principales Ejemplos

Alcohólica Etanol y CO2 Algunas levaduras y Zimomonas

Homoláctica Acido láctico Lactobacillus, Streptococcus

Heteroláctica Acido láctico, etanol y CO2 Lactobacillus, leuconostoc

Acida mixta 2,3-butanodiol,butanol,succinato, lactato, acetato, formiato,H2O

y CO2

Enterobacterias:Shigella sp.Salmonella sp., Klebsiella sp. Escherichia coli.

Butírica butirato, acetato y CO2 Clostridium butiricum.

Propiónica Propianato, acetato y CO2 Propionibacterium, Clostridium propionicum

acética Acetato Clostridium aceticum.

METODOLOGÍA

1. Fermentación de carbohidratos en tubos de Durham

Inocular los tubos con una asada de microorganismos

Incubar los tubos a 37°C por 24 h

2. Fermentación de carbohidratos en medio Kligler

Inocular por picadura y en la superficie de los tubos de Kligler de cada sepa

Incubar los tubos a 37°C por 24 h

3. Fermentación de carbohidratos. Pruebas de rojo de metilo y de Voges Proskauer

Inocular las cepas en dos tubos de caldo glucosado (etiquetados como MR y VP respectivamente)

Incubar los tubos a 37°C por 24 h

MR:MR:Añadir 5 gotas de rojo de metilo

VP:VP:Añadir 6 gotas de α-naftol y 2 gotas de KOH-creatina (dejarlo reposar de 20 a 30 min)

4. Utilización de ácidos orgánicos

Sembrar el tubo con agar – citrato de

Simmons por estría abierta en la superficie

Sembrar el tubo con caldo

malonato con una asada

Incubar a 37°C por 24 h

INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

Fermentación de carbohidratos en tubos de Durham Principio

Determina la capacidad de un microorganismo para fermentar un carbohidrato específico incorporado en un medio basal y producir un ácido o ácido con gas visible.

Diferenciación de enterobacterias.

Composición

Extracto de carne 1 g Proteosa peptona No. 3 10 g Cloruro de sodio 5g Rojo fenol 0.018g Agua 1000 ml pH a 7.4

Fermentación de carbohidratos en tubos de Durham Positivo (+):

a) Producción de ácido: color amarillo, pH= 6.8

b) Producción de gas: burbuja de gas presente en el tubo de Durham

Negativo (-):

a) Producción de ácido: el indicador no vira. Color rosa rojizo

b) Producción de gas: ausencia de burbuja

2. Fermentación de carbohidratos en medio de Kligler

Principio Kligler Iron Agar (KIA), ademas de caseina y peptonas de carne, contiene lactosa y dextrosa, que permiten la

diferenciacion de las especies de bacilos entericos según el cambio de color del indicador de pH rojo fenol como respuesta al acido producido durante la fermentacion de estos azucares.

Galactosidasa Lactosa ————————> Glucosa + galactosa

Ciclo de Krebs Glucosa o galactosa ———————> CO2 + H2O + energía

Vía de Embden-Meyerhof-Pamas ácidos orgánicos Glucosa ——————————————> aldehídos

anaerobia alcoholes CO2 + H2

energía

2. Fermentación de carbohidratos en medio de Kligler

Composición Extracto de carne (de vaca) Extracto de levadura. Peptona Peptona proteosa Lactosa Glucosa (dextrosa) Sulfato ferroso, FeSO4 • 7H2

Citrato de amonio férrico (50/50)

O Citrato férrico, FeC6H5O7

Citrato de amonio [(NH4)3C6H5O7] Cloruro de sodio, NaCl Tiosulfato de sodio, Na2S2O3 • 5H2O Rojo fenol Agar Agua desionizada

2. Fermentación de carbohidratos en medio de Kligler

A. Una superficie alcalina y un fondo ácido (rojo/amarillo) indica fermentación solo de la dextrosa.

B. Una superficie y fondo ácido (amarillo/amarillo) indica la fermentación de dextrosa y lactosa.

C. Una superficie y fondo alcalino (rojo/rojo) indica que no hubo fermentación de ninguno de los carbohidratos.

D. Una superficie acida y un fondo alcalino (amarillo/rojo) indica fermentación solo de la lactosa.

La presencia de burbujas o fracturas en el medio indica la producción de gas.

La presencia de un precipitado negro indica la producción de sulfuro de hidrógeno.

3. Fermentación de carbohidratos Prueba rojo de metilo

Principio La prueba de rojo de metilo (MR) es una prueba cualitativa basada en el uso de

un indicador de pH, el rojo de metilo, para determinar la concentración de ion hidrógeno (pH) cuando un microorganismo fer menta la glucosa.

La concentración de ion hidrógeno depende de la relación de gases (CO2 y H2) Los diferentes patrones de fermentación se deben a las variaciones en las

enzimas re lacionadas con el metabolismo del ácido pirúvico en el microorganismo

2 Glucosa + H20 —>2 Ácido láctico + ácido acético + etanol + 2 CO2 + 2 H2

(Ácido fórmico —> H2 + CO2)

Glucosa + H20 —>- 2,3-butanodiol + H20 + 2 C02

(Acetoína ----> 2,3-butanodiol)

3. Fermentación de carbohidratos Prueba rojo de metilo

Composición Polipeptona o peptona de carne

tamponada

o digerido pancreático de caseína

y digerido péptico de tejidos animales

Glucosa (dextrosa)

Buffer fosfato dipotásico (K2HPO4)

Agua desionizada

3. Fermentación de carbohidratos Prueba rojo de metilo

MR positivo (+): el cultivo es suficientemente ácido para permitir que el reactivo rojo de metilo per manezca con un color distintivo rojo brillante

MR negativo (-): color amarillo (pH 6) en la superficie del medio.

3. Fermentación de carbohidratos Prueba de Voges-Proskauer

Principio La prueba de Voges-Proskauer (VP)

se basa en la detección de acetoína, un producto final neutro deriva do del metabolismo de la glucosa. La glucosa es metabolizada a ácido pirúvico, el principal intermediario en la glucólisis. A partir del ácido pirúvico, las bacterias pueden seguir muchos caminos metabólicos; la pro ducción de acetoína es una de las vías metabólicas de la degradación de la glucosa en las bacterias

2 Piruvato —> Acetoína + 2 CO2

3. Fermentación de carbohidratos Prueba de Voges-Proskauer

Composición Polipeptona o peptona de carne

tamponada

o digerido pancreático de caseína

y digerido péptico de tejidos animales

Glucosa (dextrosa)

Buffer fosfato dipotásico (K2HPO4)

Agua desionizada

3. Fermentación de carbohidratosPrueba de Voges-Proskauer

VP positivo (+): color rosado-rojo en la superficie del medio (acetoína presente).

VP negativo (-): color amarillo en la superficie del medio (igual color que el reactivo).

Principio

La utilización del citrato como única fuente de carbono produce la alcalinización en el medio.

Ayuda a diferenciar entre géneros entre los miembros de la familia Enterobacteriaceae.

Utilización de ácidos orgánicosCitrato de Simmons

Composición

Sulfato de magnesio 0.2g Fosfato monoamónico 1g Fosfato dipotásico 1g Citrato de sodio 2g Cloruro de sodio 5g Agar 15g Azul de bromonitol 0.08g Agua 1000ml pH 6.8

Agar-citrato de Simmons

Positivo (+):

Crecimiento con un intenso color azul en el pico de flauta.

pH= 7.6

Negativo (-):

Ausencia de crecimiento y ningún cambio en el color (verde).

pH= 6.8

Utilización de ácidos orgánicos

Caldo Malonato

Principio

Poner de manifiesto microorganismos capaces de usar el malonato como única fuente de carbono.

Diferenciar entre especies del género Entrtobacteriaceae.

Composición

Sulfato de amonio 2g Fosfato dipotásico 0.6g Fosfato monopotásico 0.4g Cloruro de sodio 2g Malonato de sodio 3g Agua 1000ml pH= 6.7

Caldo Malonato

Positivo (+):

a) Reacción alcalina. pH 7.6

b) Color azul pálido a color azul Prusia en todo el medio.

Negativo (-): sin cambios de color (verde) o amarillo (sólo fermentación de glucosa)

RESULTADOS

PruebaPruebaKlebsiellapneumoniae

Escherichiacoli

Bacillussubtilis

Salmonelatyphi

Shigellaflexnieri

Staphylococcus

aureus

Pseudomonasaeruginosa

Proteusvulgaris

DurhamDurham

GlucosaÁcido - + + + + + + +

Gas + + - + - - - -

SacarosaÁcido - - + + - + - +

Gas + + - + - - - -

ManitolÁcido - + - + + + - -

Gas + - - + - - - -

KliglerKligler

Glucosa + - + + + + - +

Lactosa - - - - - + + +

Gas + + - - - - - -

H2S - - - + + - - +

OtrasOtras

RM - + - + + + - +

VP + - + - - - - -

Citrato + - - + - - + +

Malonato + - - - - - + -