Describir los factores que afectan el desarrollo bacteriano, analizando el tipo de alteración y su aplicación en la fabricación y conservación de alimentos.
Objetivos Específicos:
- Reconocimiento y determinación de la temperatura optima de crecimiento de los diferentes cultivos
- Conocer los efectos de la presión osmótica y del calor en el desarrollo y supervivencia de los microorganismos.
- Considerar las diferentes concentraciones de pH en los medios de cultivos que influyen en la inhibición o desarrollo de los microorganismos
- Comprobar a que cantidad de glucosa los microorganismos se reproducen mejor
Experimento Nº 1:
En cuatro placas con agar sembramos por agotamiento partiendo del cultivo de Bacillus Cereus, estas placas fueron dejadas a diferentes temperaturas durante 24 horas, observado los siguientes resultados:
Nevera: no hubo desarrollo
Temperatura ambiente: ++
45 ºC: +++
37 ºC: ++
Experimento Nº 2:
Tomamos tres placas con agar, las cuales fueron divididas en tres partes, una de levadura y dos de Salmonella y hongos, sembrando por agotamiento en cada parte con el cultivo correspondiente, estas fueron incubadas a 37 ºC y luego pasados a la nevera.
pH3: se observó crecimiento en el sector de hongo.
pH7: sectores Salmonella, levaduras y hongo
pH11: hubo crecimiento en ambos sectores, mas en hongos
Experimento Nº 3:
- Tomamos 9 placas con medios de cultivos diferentes; con distintas concentraciones de glucosas; 3 con diferentes concentraciones de NaCl y 3 con distintas concentraciones de glucosa en agar extracto de malta (AEM), cada una de las placas las dividimos en tres sectores: hongos, Salmonella y levaduras. Sembramos por agotamiento en cada sector partiendo del cultivo correspondiente, posteriormente todas las placas fueron incubadas a 30 ºC (temperatura del laboratorio) durante una semana.
- Glucosa
- 0%: Hubo crecimiento en el sector (2) Salmonella, tornándose pigmentos amarillos, en el (1) hongo hubo menor crecimiento de colonias.
- 10%: Observamos desarrollo en el sector (1) Hongo y en el sector (2) Salmonella y en (3) Levadura.
- 25%: Se dio desarrollo abundante en el sector (1) hongo y en el sector (2) Salmonella y levadura.
- NaCl
- 5%: Se observó desarrollo en el sector (2) levadura y Salmonela, no creció hongo
- 10%: Hubo desarrollo en el sector de Hongo y en el sector de Salmonella y levadura.
- 15%: no hubo desarrollo en ninguno de los sectores.
- Glucosa (AEM)
- 0%: Logramos observar desarrollo en el sector (1) hongo y en el sector (3) levadura.
- 15%: Observamos desarrollo en el sector (1) y en el sector (3), no hubo hongo
- 40%: Se desarrolló una colonia en forma de agotamiento en el sector (1) hongo y levadura.
- Los 4 tubos de caldo glucosado con distintas concentraciones de (NaCl) inoculados con los hongos de carne y los otros 4 tubos mas de caldo glucosado con sacarosa que fueron inoculados con trozos de frutas seca (pasas) fueron dejadas a temperatura ambiente (30 ºC) durante unas semanas.
Posteriormente realizamos la fijación de las frotis de la siguiente manera, en los 3 porta objetos que nos fueron asignados dividimos en 4 partes cada uno.
En el primer porta objeto, (NaCl) fijamos el frotis de igual manera, pero esta vez partiendo de los 4 tubos de caldo glucosado con diferentes concentraciones de NaCl, (0,5 %, 5 %, 15 %, 20 %) los frotis fueron fijados de acuerdo con la concentración correspondiente, a estos se les realizó tinción de Gram, para posteriormente observarlos a través del microscopio.
En el segundo portaobjeto (sacarosa), fijamos de la misma forma, pero partiendo de los otros 4 tubos de caldo glucosado con sacarosa de diferentes concentraciones (5%, 15%, 30%, 60%), ya realizados los frotis, de igual manera se les aplicó tinción de Gram, para después ser observadas por medio del microscopio
En el tercer portaobjeto (Hongo), a través de un trozo de cinta plástica, tomamos el frotis de una placa que contenía hongos (A. Níger), agregamos una gota de azul de algodón, sobre el portaobjetos y fijamos la cinta plástica, posteriormente lo observamos con el microscopio.
Experimento N 4:
Tomamos 6 placas con Agar estériles y las dividimos cada una de estas en 6 sectores iguales, tres fueron rotuladas con B. Esporas y tres con Escherichia Coli, luego identificamos todos los sectores de esta manera:
5’
10’
15’
20’
S = Sin inóculo
C = Control, se inoculó al principio del experimento con el microorganismo correspondiente
Luego con los tres tubos inoculados con B. Esporas, los tres con E. Coli y el tubo control, procedimos de la siguiente manera:
Sumergimos en baño de maría a 50 ºC tres de los 7 tubos; uno de B. Esporas, uno de E. Coli y el tubo control en donde se introdujo un termómetro para controlar la temperatura, una vez pasado 5 minutos de exposición a 50 ºC, inoculamos el sector 5’, pasados otros minutos de exposición a 50 ºC, inoculamos el sector 10’ y así hasta inocular todos los sectores.
Continuamos colocando otros par de tubos en baño de maría, hasta alcanzar los 70 y 85 ºC y procedimos de igual manera, que en el paso anterior. Las seis placas fueron expuestas durante 24 horas a una temperatura de 37 ºC, transcurridas las 24 horas se observaron de la siguiente manera:
Para 50 ºC:
Salmonella, E. Coli: Bacillus Esporas
S = – S = –
C = + C = +
5’ = + (50 ºC) 5’ = + (50 ºC)
10’ = + (50 ºC) 10’ = + (50 ºC)
15’ = + (50 ºC) 15’ = + (50 ºC)
20’ = + (50 ºC) 20’ = + (50 ºC)
Para 70 ºC:
Salmonella Bacillus Esporas
S = – S = –
C = + C = +
5’ = + (70 ºC) 5’ = + (70 ºC)
10’ = + (69 ºC) 10’ = + (69 ºC)
15’ = + (69 ºC) 15’ = + (69 ºC)
20’ = + (69 ºC) 20’ = + (69 ºC)
Para 85 ºC:
Salmonella Bacillus Esporas
S = – S = –
C = – C = –
5’ = + (83 ºC) 5’ = + (83 ºC)
10’ = + (83 ºC) 10’ = + (83 ºC)
15’ = + (83 ºC) 15’ = + (83 ºC)
20’ = + (83 ºC) 20’ = + (83 ºC)
Las bacterias suelen presentar diferentes exigencias en relación a la temperatura de crecimiento. Entre la máxima temperatura, por encima de la cual esta no puede crecer y una temperatura mínima, por debajo de la cual un cultivo no se desarrolla, se ubican los límites en los que pueda haber crecimiento. En cuanto a este primer experimento, en el cual logramos crecimiento a temperatura ambiente, 37 ºC y 45 ºC, observando mayor desarrollo en relación al tiempo a temperatura de 45 ºC por lo que se puede considerar a este organismo (B. Espora); un ente perteneciente al grupo de la familia de las mesófilas, las temperaturas máximas y mínimas de este grupo varían correspondientemente, pero la mayor parte de ellas se sitúan en límites de 5 ºC – 45 ºC.
Las mejores condiciones de crecimiento de un organismo tiene lugar dentro de unos límites bastante reducidos que es lo que se conoce como temperatura óptima de crecimiento.
La temperatura óptima para el crecimiento de una especie microbiana determinada, está relacionada con la temperatura del hábitat normal del organismo.
La influencia de la temperatura sobre el crecimiento, es realmente, una medida de la influencia de la temperatura sobre la actividad enzimática de la célula.
En el experimento Nº 2: logramos desarrollar tanto bacterias como levaduras, en distintas concentraciones de pH; 3, 5 y 7. la mayor parte de los microorganismos tienen concentraciones de iones hidrógenos óptimas para su crecimiento, aunque crezcan en unos límites de pH bastante amplios. Generalmente, los organismos crecen mejor en el pH de su hábitat natural, por ejemplo en el caldo de las bacterias específicamente, E.Coli; la cual tiene los límites mínimos y máximos de pH entre 4.3 y 9.5; por lo cual no se considera el pH 3 óptimo para el desarrollo de este organismo.
Entre los microorganismos mas sensibles a los rangos de pH se encuentran las bacterias, las cuales tienen los límites mínimos y máximo de pH entre 4 y 9.
En relación a las levaduras, las cuales crecen en límites amplios de pH, aunque sus requerimientos son más limitados que el de los mohos, muchas especies se multiplican en soluciones de PH3, los límites mínimos y máximo de las levaduras se encuentran entre 2.5 y 8.
De manera general, la temperatura, el pH y otras características del medio, modifican intensamente el crecimiento y muerte de microorganismos, todos estos factores alteran los índices o velocidades de las reacciones bioquímicas.
Las temperaturas progresivamente mayores que la temperatura máxima de crecimiento, son cada vez más mortales, pero las bacterias y otros microorganismos sobreviven periodos duraderos a temperaturas muy bajas.
En referencia a la primera parte del experimento Nº 3 en el cual sembramos bacterias, levaduras y hongos en diferentes medios de cultivo; glucosa, glucosa (AEM) y NaCl; en donde identificamos crecimiento abundante de hongos en las placas. También se pudo lograr el desarrollo de levaduras en algunas placas, mientras que el crecimiento de bacterias fue muy escaso.
Es muy importante destacar, que en todas las placas donde hubo desarrollo de hongos (Asperguillos Nigér), se daba el crecimiento de levaduras (Saccharomyces Cerevisiae), en los medios de cultivo, de diferentes concentraciones de glucosa y NaCl. En donde se debe resaltar tanto la relación intima entre hongos y levaduras, como sus formas de reproducción las cuales son similares, los hongos se desarrollan en condiciones adversas de temperatura.
Con respecto a la bacteria (Escherichia Coli) su crecimiento se dio únicamente en el medio de cultivo de diferentes concentraciones de glucosa (AEM) donde también se distinguió escaso crecimiento de hongo.
La glucosa suele ser muy aprovechada por la mayoría de los hongos por ser una fuente de carbono así como también lo es la maltosa.
Los hongos específicamente los aspergillus se desarrollan en contracciones se desarrollan en concentraciones altas de azucares, altos de azúcar y sales, lo que indica que pueden tomar el agua que necesitan de sustancias relativamente secas.
En cuanto a las levaduras se desarrollan en medios ácidos y algo alcalinos a temperatura moderada. Crecen sin oxigeno pero su índice de multiplicación es mayor en presencia de gas. El crecimiento es facilitado por el azúcar y se caracteriza por su capacidad para fermentar grandes cantidades de azúcar.
Las bacterias en particular (Escherichia Coli) crecen fácilmente en un medios sencillo que contenga glucosa. Las bacterias presentan diversos comportamientos en la reacción a las condiciones físicas del ambiente. La temperatura óptima de crecimiento para las bacterias es a 37 º C.
La mayoría de las bacterias son sensibles a las presiones osmóticas elevadas a las diferencias de las levaduras y hongos que toleran mejor los ambientes hipertónicos, sin embargo, existen en la naturaleza formas microbianas; incluyendo bacterias que prosperan en hábitat que tienen presiones osmóticas elevadas o en elevadas concentraciones de sal.
El efecto de la presión osmótica que el último término es principalmente un efecto de disecación, es de gran importancia práctica en la microbiología.
Con respecto a la segunda parte del experimento Nº 3 en donde se le aplicó tinción de gram a los siguientes frotis: (NaCl) a diferentes concentraciones; que una vez enfocados en el microscopio, se identificaron tanto cocos como bacilos largos y cortos.
El método de coloración de gram es el mas empleado en bacteriología, este método divide las bacterias en dos grandes grupos; Gram (-) y Gram (+).
En el caso de las sacarosas a diferentes concentraciones, no se logró identificar ningún tipo de microorganismo.
En cuanto a la levadura a la cual se le realizó tinción simple (cristal violeta), para ser luego observadas en el microscopio; logrando diferenciarlas en forma de racimos de uvas.
Las coloraciones simples son empleadas para apreciar las formas, disposición y el tamaño relativo de estas siendo útiles para su identificación.
Los hongos al igual que las levaduras se le realizó tinción sencilla pero a diferencia de estas se le añadió una gota de azul de algodón, el cual nos permitió el enfoque correcto de estos microorganismos en el microscopio.
En este último experimento en el cual sembramos en la placa divididas en 6 sectores, partiendo de 2 cultivos bacterianos E. Coli, y B. Esporas los cuales fueron expuestas a ciertas temperaturas durante un tiempo determinado.
En el caso específico de B. Esporas, en donde se logró crecimiento a las distintas temperaturas; 5’, 10’, 15’, 20’. Este organismo perteneciente al grupo de las bacterias esporuladas; el cual puede ser destruido si se le somete durante 10 ó 15 minutos en calor húmedo a 100 ºC; en caso de calor seco se necesita mantener la temperatura en 150 ºC durante una hora.
En relación a las bacterias que no forman esporas, específicamente el E. Coli, se destruyen en 5 y 10’ a temperaturas de 60 a 70 ºC (calor húmedo), mientras que la mayor parte de las esporas bacterianas solo mueren a temperaturas excepcionalmente elevadas.
Las temperaturas superiores a la máxima ejercen efecto letal, mientras que las inferiores a la mínima se consideran, en general, como determinantes de un efecto estático, aun cuando mueran algunas células de la población microbiana.
Las células vegetativas mueren a temperaturas comprendidas entre los 50 y 70 ºC (calor húmedo), pero para matar las esporas son necesarias temperaturas mucho mas elevadas.
De manera general en este experimento se debe tomar en cuenta el punto térmico letal, el cual se refiere a la temperatura mínima a que mueren las células de una población bacteriana en un determinado tiempo.
La reproducción de los microorganismos no solo dependen del tiempo; sino también de las condiciones en que se encuentren, algunos microorganismos dependerán de las concentraciones de pH, Glucosa, % de sal, la humedad, temperatura, etc., para obtener un verdadero desarrollo.
Se puede decir que los mohos requieren de una concentración de pH bajo, en cultivos poco saldos, a temperatura ambiente, importándoles poco las concentraciones de glucosa. Las levaduras requieren pH altos, medios poco salados dependiendo poco de las concentraciones de glucosa, para obtener un verdadero desarrollo al igual que el E. Coli requiere de pH altos, concentración de glucosa alta, medios salados y temperatura ambiente. Se puede decir que el B. Espora se puede producir a temperaturas altas. El tiempo de crecimiento influye mucho; a mayor tiempo de inoculación mayor es la reproducción.
Documento cedido por:
JORGE L. CASTILLO T.