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4MICROORGANISMOSENLANATURALEZADIVERSIDADMICROBIANAExisteuna
tendencia generalizadaa caracterizarnegativamente a losmicrobios,
asocindolos aenfermedades yprocesosdestructivosodeputrefaccin.
Sinembargo, lejosde tener slounafacetaaparentementeendetrimentode
lasactividadeshumanas, losmicroorganismoscumplenuna funcin
fundamentalparaelmantenimientode lavidaen laTierra talcomo
laconocemos.As,losmicroorganismosrepresentanparaelserhumanolacaraylacruzdeunamismamoneda.Veamosunoscuantosejemplos:LosMicrobiosyelbienestarHumano:
Todoslosecosistemasterrestresdependendelosmicroorganismos.
Muchosmicroorganismos contribuyen significativamente a la fijacin
de nitrgeno y la
fotosntesisoxignica.
Algunosmicroorganismosconstituyenfloranormalensereshumanos,animaleseinsectos,
y son indispensables paramantener su salud interviniendo, por
ejemplo, en la absorcin
denutrientesycompitiendoconbacteriaspatognicas.
Numerosos microorganismos intervienen en la produccin de
alimentos y
productosqumicosyfarmacuticos(biotecnologa).UsandotecnologasdeADNrecombinantesehapodidoexpandir
la capacidad de bacterias y levaduras para producir substancias de
inters industrialcomoantibiticos,vacunas,yenzimas.
Los microorganismos degradan las plantas y animales muertos y
reciclan
elementosqumicosparasernuevamenteutilizadosporplantasyanimalesvivos.
Seusanbacteriasparadescomponermateriaorgnicaenaguasdealcantarillado.
LosprocesosdeBiorremediacinutilizanbacteriasquemetabolizandesechostxicos.
Enterapiagentica,seusanvirusparasustituirgenesdefectuososoperdidosenlasclulas
humanas. En agricultura se usan bacterias paramejorar la
captacin de N2 de las plantas, para
mejorarlascondicionesdealmacenamientodelosgranos,paraprotegerlasplantasdelaescarchaylosinsectos,etc.
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125
MicrobiologadelsueloElsuelocontieneunagranpoblacindemicroorganismos,(bacterias,hongos,algasyprotozoos),cuyasactividadestienenunagran
importanciaen lafertilidaddelsuelo. Intervienenen losciclosde la
materia (N2, C, S, P), mineralizando la materia orgnica
convirtindola en nutrientesasimilables por las plantas y
transformando compuestos de importancia geolgica
(carbn,petrleo,azufre)yambientales.Existendelordendevariosmilesdemillonesdebacteriasporgramodesuelo.Lamayorpartesonhetertrofos,siendocomuneslosbacilosesporulados,losactinomicetosquesonlosresponsablesdeloloratierramojada,yenlarizosfera(regindondeelsueloylasracesdelasplantasentranencontacto)especiesdelosgnerosRhizobiumyPseudomonas.El
nmero y tipo de microorganismos presentes en el suelo depende de
diversos
factoresambientalesconenormevariabilidad,comosonlosnutrientes,humedad,aireacin,temperatura,pH,prcticasagrcolas,etc.Porestarazn
lamayorade losmicroorganismosencontradosenelsuelo tienen algn
mecanismo para sobrevivir en perodos desfavorables. Algunos de
esosmecanismosson
laformacindeesporas,enquistamientoyproduccindecpsulasprotectoras.Otros
microorganismos del suelo cuentan con rutas metablicas que les
permiten competirefectivamente con otros por los nutrientes, o
producen sustancias txicas o antibiticos
queactansobresuscompetidores.MuchasbacteriasdelsuelopuedenfijarN2yconvertirloenNH3enunprocesodenominadofijacindenitrgeno;otraspuedencrecerusandosustratosorgnicosinusualescomofuentedecarbono,que
lespermitencrecercuando
lossustratoscomunesestnausentes.Apesardequeelestudiodelosmicroorganismosdelsueloysufisiologaesunatareacompleja,actualmentesedisponendediversastcnicasbsicasquenospermitenconocer
labiodiversidaddeestehbitatydeterminarlasactividadesmetablicasqueintervienenenlosciclosdelcarbonoyelnitrgeno.CiclosbiogeoqumicosElplanetaTierraactacomounsistemacerradoenelquelascantidadesdemateriapermanecenconstantes.
Sin embargo, s existen continuos cambios en el estado qumico de la
materiaproducindose formas que van desde un simple compuesto qumico
a compuestos complejosconstruidos a partir de esos elementos.
Algunas formas de vida, especialmente las plantas
ymuchosmicroorganismos,usancompuestosinorgnicoscomonutrientes.Losanimalesrequierencompuestosorgnicosmscomplejosparasunutricin.Lavidasobre
laTierradependedelciclode
loselementosqumicosquevadesdesuestadoelementalpasandoacompuesto
inorgnicoyde ah a compuesto orgnico para volver a su estado
elemental. Los microorganismos
sonesencialesenestastransformacionesqumicas.
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126
MicrobiologadelaireLasuperficiede laTierra (sueloyagua)es la
fuentede losmicroorganismosen
laatmsfera.Elvientoformapolvodelsueloyestaspartculasdepolvotransportanlosmicroorganismosdelsueloalaire.Adems,lasgotasdeaguaqueseoriginanenlasuperficiedelosocanosyotrasfuentesde
H2O naturales como consecuencia de la salida de burbujas de aire,
pueden contenermicroorganismos que penetran en la atmsfera. Las
esporas de hongos constituyen
lamayorproporcindemicroorganismosenelaire.El examenmicrobiolgicodel
aireesde gran intersen el ambienteexterior yen los
recintoscerradoscomolocalespblicos,hospitalesyendeterminadaszonasdelasindustriasalimentariasyfarmacuticas.Lapresenciaenelairedemicroorganismospatgenosysaprofitospuedecausarinfecciones
en la poblacin, o contaminar diversos productos resultando en su
posteriordegradacinoalteracin.MicrobiologadelaguaEl tipo de
microorganismo encontrado en un ambiente acutico viene determinado
por lascondiciones fsicas y qumicas que prevalecen en ese ambiente.
Estas condiciones
ambientalesvarandeunextremoaotrodependiendodelatemperatura,luz,osmolaridad,pHynutrientes.
Temperatura:Latemperaturadelasuperficieestcomprendidaentrelos0Cdelospolosylos40Cdelecuador.Enlasprofundidadeslatemperaturarondalos5C.Pyrodictiumoccultumaislado
de las aguas que rodean la isla deVulcano en Italia tiene una
temperatura ptima decrecimientode105Cynocrecepordebajode82C.
Luz:Lamayorpartedelasformasdevidaacuticadependen,directaoindirectamente,delos
productos metablicos de los organismos fotosintticos. Los
principales organismosfotosintticos de los ambientes acuticos son
las algas y cianobacterias. Su crecimiento
estrestringidoalascapasaltasdelasaguas(050myencondicionesptimasdeclaridadhasta125m).
Osmolaridad:Lasconcentracionesdesolutos(NaCl
ydemssalesminerales)determinanla actividad del agua, condicionando
el tipo de microorganismo que se desarrolle segn suhalotolerancia.
pH:LosmicroorganismosacuticoscrecenmejorenunrangodepHde6,58,5.ElpHdelaguademarvade7,5a8,5.Los
lagosyrospresentanungranrangodepHdependiendode
lascondicionesambientaleslocales(pH:1,011,5). Nutrientes: La
cantidad y tipodenutrientespresentesenun ambiente acutico
influyesignificativamente en el crecimiento microbiano. Los
nitratos y fosfatos son constituyentesinorgnicos
comunesquepromuevenel crecimientode
lasalgas.Cantidadesexcesivasdeelloscausanuncrecimientoexcesivodelasalgasdetalmaneraquesereducelacantidaddeoxgenoenelaguaprovocandoasfixiaenotrasformasdevidaacutica.
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127
AguadeconsumohumanoEl agua de consumo humano de lamayor parte de
las comunidades ymunicipios proviene deaguas superficiales
(ros,arroyosy lagos).Estasaguaspuedenestar contaminadas con
residuosdomsticos,agrcolase
industriales.Estoscontaminantessepuedenclasificarentrescategoras:qumicos,
fsicos y biolgicos. Nosotros nos centraremos en los ltimos. El agua
puedecomprometer a la salud y la vida si contienemicroorganismos
patgenos. Los patgenosmsfrecuentesque se transmiten a travsdel agua
son aquellosque causan infeccionesdel tractointestinal (fiebre
tifoidea, shigelosis, clera,enteritis
virales,etc.).Estosmicroorganismosestnpresentesenlashecesuorinadelaspersonasinfectadasporloquepuedenpasaralaguaqueenltimainstanciasirvecomofuentedebebida.Paraprevenirlatransmisindeestospatgenossedebe:1.Purificarelaguadeconsumo(Potabilizacin)2.Tratarlasaguasresiduales(Depuracin)3.ControlmicrobiolgicodelasaguasdeconsumoLoscontrolesmicrobiolgicosrutinariosparadeterminar
lapotabilidaddelagua(aguaexentademicroorganismos patgenos y
sustancias qumicas peligrosas para la salud) no se basan en
elaislamientoe
identificacindemicroorganismospatgenossinoquesebasanen
labsquedademicroorganismos indicadores.Unmicroorganismo
indicadoresun tipodemicroorganismocuyapresencia en el agua es una
evidencia de que el agua est contaminada conmateria fecal dehumanos
u otros animales de sangre caliente. Este tipo de contaminacin
fecal significa quecualquiermicroorganismo patgeno que exista en el
tracto intestinal de estos animales
puedeestarpresentetambinenelagua.ElmicroorganismoutilizadocomoindicadoresEscherichiacoliysudeteccinsepuedehacermedianteelcultivoencaldolactosadoydeterminacindelnmeromsprobable(NMP)omediantefiltracinenmembranausandomediosselectivosydiferenciales.Bacteriasasociadasaplantas:Muchas
bacterias estn ntimamente asociadas con plantas en los ambientes
terrestres yacuticos.Algunasde estas asociaciones constituyen
verdaderas
simbiosismutualsticas,dondetantolaplantacomolabacteriasebenefician:porejemplo,laasociacinentrebacteriasfijadorasdelnitrgenodelgneroRhizobiumyplantas
leguminosas.Enalgunoscasos,elmicroorganismopuedeobtenerlosnutrientesapartirdeexudadosdeplantastantoenlarizsfera(reaquerodealasraces)olafilsfera(reaalrededordelashojas).Elbeneficioalaplantadelasbacteriasdelarizsferayfilsferanoesdeltodoclaro,yenalgunoscasos,estasbacteriassoninclusopatgenosdeplantas.No
senecesitarunenriquecimientopreviode losorganismosdeseados,yaque
seencuentranfrecuentementeenabundanciaenplantas.
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128
Microbiologadelosalimentos:Lamicrobiologa de los alimentos se
aboca al estudio de procesos destructivos (deterioro dealimentos) y
constructivos (fermentaciones) mediados por microorganismos. Los
primerosincluyentantoalosprocesosquetransformanalalimentoennodeseable(huelemal,seveysabemal)comoaotrosprocesosmenosobviosqueresultandelcrecimientodeorganismostxicos,yquehacenqueelconsumodedichosalimentossevuelvapeligroso.La
industriaalimenticia tradicionalutilizaampliamente
losmicroorganismosque intervienenendiferentesetapasde
laproduccindelalimento.stossonesencialespara laproduccindeunaenorme
diversidad de alimentos, como los derivados lcteos, panificados, el
vino y la cerveza,entreotros.Enmuchosdeestosproductos
losmicroorganismoscumplensu
funcinduranteelprocesodeproduccin,peronoestnpresentescomoclulasvivasenelproductoalimentario.Enotros,comoenmuchoslcteos,losmicroorganismospermanecenpresentesenelproductofinal.Losefectosqueproduceeldesarrollodemicroorganismosen
losalimentos,
tantobeneficiososcomoperjudiciales,seresumenacontinuacin:
1. Alteracin de los alimentos (microorganismos alterantes). Los
microorganismos alcrecer y utilizar los alimentos como fuente de
nutrientes producen cambios en la
apariencia,sabor,oloryotrascualidadesdelalimento.Estosprocesosdedegradacinson:a.Putrefaccin:Protenasalimentos+Microorganismosproteolticos>AAs+Aminas+NH3+SH2b.Fermentacin:Carbohidratosalimentos+Microorganismossacarolticos>cidos+Alcoholes+Gasesc.Arranciado:Grasasalimentos+Microorganismoslipolticos>cidosgrasos+Glicerol
2.Enfermedadesdeorigenmicrobiano(microorganismospatgenos)a.Infeccinalimentaria:Salmonelosisb.Intoxicacinalimentaria:Botulismo
3.Alimentosproducidospormicroorganismosindustrialesa.Vegetales:vino,aceitunasb.Lcteos:yogurt*,quesoc.
Protena de origen unicelular (SCP): clulas de bacterias, levaduras,
algas y hongosfilamentosos.Elyogurtesunproductode la leche
fermentadaenelque lasbacteriascido
lcticasproducencidosquehacenquelalechesecuajeyotrosmetabolitosqueleotorgansucaractersticoolorysabor.
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129
BacilluscereusBacilluscereusestampliamentedistribuidoenelmedioambiente,ypuede
seraisladodeunavariedaddealimentoscrudosyprocesados.Sinembargo,
supresenciano representaun
riesgosignificativoalasaludamenosqueexistancondicionesadecuadasparasudesarrollo.Elconsumodealimentosconteniendo105clulasviablesdeB.cereusporgramoha
resultadoenbrotesdeenfermedadesalimentariasyelconsecuenteestablecimientodeespecificacionesynormasparalamanufacturadealimentos.Losalimentoshabitualmenteimplicadosenbrotesdeenvenenamientopor
B. cereus incluyen arroz hervido o frito, pastas cocidas, carnes
cocidas, vegetales cocidos,sopas, ensaladas y brotes vegetales. En
los ltimos aos se han aislado adems en
alimentosrefrigeradoscepasdeB.cereuspsicrotrficas,constituyendounhechoalarmanteparalaindustriaalimentariayaquesetratadecepasenterotoxignicas.El
consumo de alimentos contaminados con B. cereus puede desencadenar
dos tipos
deenfermedades:elsndromediarreicosecaracterizapordoloresestomacalesydiarrea,ytieneunperododeincubacinde8a16hsylossntomasduranentre12y24hs.elsndromehemticosecaracterizaporunataqueagudodenuseasyvmitosentre1y5hsdespusdelaingesta.Laenfermedaddeltipodiarreicoescausadaporunaprotenaenterotoxinaconunpesomoleculardeentre38y50KDa.Estatoxinadiarreognicaesinactivadaporcalentamientopor5mina56C,si
bien se ha reportado que su termoestabilidad esmayor en leche que
en sobrenadantes decultivos. Esta toxina es antignica, y sus
anticuerpos se utilizan para ensayos de deteccin
ycuantificacindelfactordiarreognicodeltipoELISA.Los sntomas
experimentados por pacientes con el sndrome hemtico son causados
por
unatoxinacompletamentediferente.Setratadeunpptidocclicode1,2KDainusualmenteresistentealcalor(resistetemperaturasde120Cdurantemsdeunahora),alpHcidoyalaprotelisis.StaphylococcusaureusLapresenciade
S.aureusen alimentosesun riesgopotencial, yaquemuchas
cepasproducenenterotoxinas que pueden causar envenenamiento al ser
ingeridas. Entre las razones
paraexaminarderutinaalimentosparaS.aureusestn:a
confirmarqueesteorganismopuedaserelcausaldelaenfermedadalimenticiab
determinar si el alimento o ingrediente pueda ser fuente potencial
de staphylococcusenterotoxignicoc demostrar si hay contaminacin
post procesamiento, que generalmente se debe a lamanipulacin humana
durante el procesamiento o exposicin del alimento a
superficiesinadecuadamentehigienizadas
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130
Losalimentossujetosacontaminacinpostprocesamientoconstaphylococcusenterotoxignicosrepresentan
un riesgo significativo debido a la ausencia de organismos
competidores
quenormalmenteinhibiraneldesarrollodeS.aureusylaproduccindeenterotoxinas.Entre
los varios metabolitos producidos por staphylococcus, las
enterotoxinas representan elmayorriesgopara
lasaluddelconsumidor.Siestosmicroorganismos
lleganadesarrollarseenelalimento, pueden llegar a producir
suficiente cantidad de enterotoxinas como para causarenfermedad.
Estas protenas estructuralmente relacionadas y toxicolgicamente
similares sonproducidasprincipalmenteporS.aureus, sibienS.
intermediusyS.hyicus tambinpueden
serenterotoxignicas.ParaelcasodeS:aureus,lapresenciadelatoxinaessolodiscernibleanivelesde106clulas/mgdealimento.Si
bien la incidencia real no se conoce, las enterotoxinas de
staphylococcus estn entre lasprincipales causales de enfermedades
alimenticias. Los sntomasms comunes son vmitos ydiarrea, que
ocurren de 2 a 6 hs despus de la ingesta de la toxina. La
enfermedad esrelativamente leve, durando normalmente de unas pocas
horas a un da, si bien en
algunasinstanciaslaenfermedadpuedeserlosuficientementeseveracomopararequerirhospitalizacin.Losalimentoscomnmenteasociadosaenvenenamientoporstaphylococcussonprincipalmentecarnesysusderivados(fiambres,salames,salchichas),yproductos
lcteos.Muchosdestossoncontaminados luegode
suprocesamientoococcin,cuando losmicroorganismoscompetidoresson
eliminados. La manipulacin inadecuada durante el proceso de
preparacin (malascondiciones de higiene o refrigeracin) favorece la
introduccin y el desarrollo de estoscontaminantes en el alimento,
resultando en la produccin de enterotoxinas. En los
alimentosprocesadosdondeS.aureusesdestruidoduranteelprocesamiento,lapresenciadeestabacterianormalmente
indica contaminacin por piel, boca o nariz del operario. En
alimentos crudos,especialmente productos animales, la presencia de
S. aureus es comn y puede no deberse acontaminacinhumana.
Microorganismosdelcuerpo
Elcuerpohumano,tantocomoeldeinsectos,moluscosydemsrepresentantesdelreinoanimal,son
tambinhbitatsnaturalespara
losmicroorganismos.Muchosmicroorganismosestablecenrelaciones
simbiticas con el husped, creciendo sobre su superficie
(superficies
internas,superficiesdeltractogastrointestinal,genitourinarioyrespiratorio)sincausardaoenelmismo.Enalgunoscasos,elmicroorganismobeneficiaalhospedadorpreviniendoelaccesoa
lostejidosde un microorganismo patgeno, por produccin de algunos
compuestos o afectando
alhospedador.Nuestrasaluddependedeunapoblacindemicrobios llamada
lamicrobiota.Elcuerpohumanotransportaadentroosobresmismounapoblacindemicrobiosqueesdiezvecesmsnumerosaque
el nmero de clulas en el cuerpo. Estasbacterias benficas que viven
sobre y
dentrodenosotrosnosprotegendelosinvasoresperjudicialesquepodemosenfrentar.Sinestamicrobiotanosencontraramosmsvulnerablesfrentealacolonizacinoinfeccindebacteriasperjudiciales.Adems,
nuestra propia digestin ha evolucionado para usar a las bacterias
como asistentes,
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131
permitindonosaprovecharmejorlosnutrientesqueprovienendelospolisacridosdelasplantasquenuestraspropiasenzimasnopuedendegradar.Estaesunadelasrazonesporlacualelusodeantibiticospuedellevaraepisodiosdediarrea,yaqueestosperturbanlafloraintestinalnatural.Floraresidenteomicrobiota.Unapersonasanaviveenarmonaconlafloramicrobiananormal,queseestablece(coloniza)endeterminadaszonasdelcuerpo.Estaflora,quepor
logeneralocupaun
lugarconcreto,recibeelnombredefloraresidente.Enlugardecausarunaenfermedad,estaflorasueleprotegerelcuerpode
los microorganismos que provocan enfermedades. Si resulta alterada
de alguna
manera,rpidamenteserecupera.Losmicroorganismosquecolonizanalhuspeddesdeunashorasaunassemanas,peronoseestablecenenldeformapermanente,sellamanlafloratransitoria.Diversosfactoresmedioambientales
(como la dieta, las condiciones sanitarias, la polucin del aire y
loshbitoshiginicos)influyeneneldesarrollodelasespeciesquevanaconstituirlafloraresidentedeunindividuo.Porejemplo,loslactobacilossonmicroorganismosquesuelenvivirenelintestinodequienes
consumenmuchosproductos lcteos.ElHemophilus
influenzaeesunabacteriaquecoloniza las vas respiratorias de las
personas que padecen enfermedad pulmonar
obstructivacrnica.Endeterminadascondiciones,losmicroorganismosqueformanpartedelafloraresidentede
una persona pueden provocar una enfermedad. Por ejemplo, los
estreptococos
pigenospuedenvivirenlagargantasincausardaoalguno,perosilasdefensasdelorganismosedebilitano
si los estreptococos son de una variedad particularmente peligrosa,
pueden provocar unafaringitis estreptoccica (infeccin de garganta).
De forma similar, otrosmicroorganismos queforman parte de la flora
residente se volveran invasores, provocando enfermedades en
elindividuoquetienealteradassusbarrerasdefensivas.Origendelamicrofloranormal.Antesdelnacimientounfetohumanosanoestlibredemicroorganismos.Elprimerencuentrodelrecinnacidocon
losmicroorganismosesenelcanaldelpartoyespecialmenteen
lavagina.Elrecin nacido adquiere los microorganismos por contacto
superficial, tragando o inhalando.Posteriormente los adquiere a
travs de los objetos y personas que le cuidan (leche
artificial:coliformes,lactobacilos,enterococos;lechematerna:Bifidobacterium).Cada
parte del cuerpo humano, con sus condiciones ambientales
especiales, tiene su
propiamezclademicroorganismos.Porejemplo,lacavidadoraladquiereunapoblacinnaturaldiferentea
lade los intestinos.Enuncortoperododetiempo (erupcinde losdientese
introduccindealimentosslidos)elniotendrelmismotipogeneraldemicrobiotaqueunapersonaadultaquevivaenelmismoambiente.Lanaturalezadeestamicrobiotavaadependerdefactorestalescomolafrecuenciadelavados,dieta,prcticashiginicasycondicionesdevida.Entre
los gruposmorfolgicosms importantes que podemos encontrar estn los
cocos y lasbacteriasentricas. Enunode losejerciciosdel TP3 se
aislarn cocosdel cuerpohumano y serealizarn algunas pruebas de
identificacin. Los gneros ms comunes de cocos sonStaphylococcus y
Streptococcus (Gram positivos) y Neisseria y Branhamella (Gram
negativos).Dentrodecadaunodeestosgnerostenemosespeciespatognicasynopatognicas
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132
La familia de las bacterias entricas se compone de organismos
alargados, Gram negativos,oxidasanegativos y anaerobios
facultativos.Algunos gneroshabitan el cuerpohumano,
comoEscherichia, Klebsiella y Proteus. Otros son patgenos animales,
como Salmonella, Shigella
yYersinia.Porltimo,otrosgnerospuedenencontrarseenelaguaoen suelo,
comoKlebsiella,Enterobacter, Hafnia, Serratia y Proteus. Debido a
su importancia como causantes deenfermedades,
lasenterobacteriassehanestudiadoextensivamente,por
loquesedisponesdegran variedad demtodos de diagnstico, entre los
cuales elms rpido es la
identificacinserolgica(conanticuerpos).SepuedenclasificarobservandosumorfologayempleandotincindeGram.Serequierenvariosensayos
bioqumicos para la identificacin positiva de una especie que se
estudiarnposteriormente.
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133
MICROBIOLOGAYBIOTECNOLOGAAPLICACIONESINDUSTRIALES
La utilizacin de microorganismos para la produccin de compuestos
de inters comercial oambiental es una de las ramas ms importantes
de la Biotecnologa. Tambin denominadamicrobiologa industrial, esta
disciplina abarca procesos tan diversos como la produccin
de:alimentos (pan,bebidas fermentadas,productos
lcteos)ysuplementosdietticos (extractosdealgas o levaduras,
vitaminas o aminocidos), biopolmeros (xantano, alginato, celulosa,
cidohialurnico, polihidroxialcanoatos), compuestos de intersmdico o
farmacutico
(antibiticos,hormonas,esteroides),solventes,cidosorgnicos,biocombustibles,enzimas,etc.Labiotecnologatradicionalestanantiguacomolamanipulacindealimentosfermentadoscomoel
vino,pano yogur. Laerade labiotecnologa sehadesarrollado
rpidamenteen lasltimasdcadas,ysehacaracterizadopor lamodificacinde
losmicroorganismosmedianteelusode labiologa molecular,
fundamentalmente mediante tecnologas de ADN recombinante. De
estemodo es posible manipular la informacin gentica para producir
enzimas
modificadas,metabolitosnuevosoprovenientesdeunorganismodiferente(expresinheterloga),etc.La
seleccin y el uso demicroorganismos en lamicrobiologa industrial
presentan
numerososdesafostcnicosquerequierenunaslidacomprensindelabiologadelmicroorganismo,comoas
tambin de sus interacciones con otros organismos. Utilizar
microorganismos para
finesbiotecnolgicosrequiereprimeroidentificarocrearelmicroorganismoquellevaacaboelprocesodeseadodelaformamseficiente.Estemicroorganismoserposteriormenteutilizado,yaseaenun
ambiente controlado (fermentador) o en sistemas complejos como
suelos o aguas,
paraalcanzarlaproduccindelcompuestodeseado.ProduccindecompuestosdeintersbiotecnolgicoProduccindeAntibiticosLasbacteriasdelgneroStreptomycespertenecenalgrupoactinomycetes,que
incluyegneroscomo Micrococcus, Arthrobacter, Corynebacterium,
Mycobacterium, Nocardia, Actinoplanes,Saccharopolyspora y
Thermomonospora. Losmiembros del gnero Streptomyces son
bacteriasGrampositivasconaltocontenidodeG+CensuADN.Estasbacteriassonnormalmenteaisladasdel
suelo o de sedimentosmarinos; de donde obtienen sus nutrientes y
energa degradandomaterialorgnico insolublegraciasa
laproduccindeunagranvariedaddeenzimashidrolticasextracelulares,
como por ejemplo celulasas, xilanasas, amilasas,maltasas, etc. Ya
que
puedendescomponercomplejasmezclasdepolmerosenplantasmuertas,animalesyhongos,jueganunpapelimportanteenlabiodegradacindelsueloreciclandonutrientes.
-
Lahabilidaelcrecimieprocesodenucleadas.denuevosOtra
caracacadmicosecundariobiolgicas,microorganesdefendeelestadosuna
graneritromicinenedines),inmunosuptercios
deactinomycbacteriasdgneroStrDiversasestierra
frtiutilizanalmnitratopotBacteriasdactinorrodindeestegn
adparacoloentodeunaediferencia.Lageneracmedioambcterstica
imocomoinduos. Estos so los
cualesnismos,pererlacoloniasusceptiblevariedad
nas), antif antiparasitpresores (Fe todos letes. De
lodelgneroSreptomycesspeciesdeil. Su aislammidn,aspatsicocomo
elgneroStna(pigmentero.
onizarelsuamasadeacinmorfocindeestabientes.mportante
dustrial,essuon compues jueganunronosonesadecompea lisisde lde
activi
fngicos (atarios (averFK506, rapaos compuos
compueStreptomyc;seencuenStreptomycmientoes rarraginaoofuentede
treptomycesoazul)yun
elodelosmhifasvegetolgicaqueasesporasp
del gnerouhabilidadstos con unpapel
impsencialespaetidoresenamasadedades
bioanfotericinarmictina,neamicina) y cestos conostos
produces.Alrededntranencocesproducerelativamenmalato
clcnitrgeno.
productorasdecilprodigio
miembrosdtativasen fe lleva a laproveeunm
Streptomyparaprodun amplio
raportanteenarasucrecielmomenthifasvegetlgicas coas,
griseoemadectinacomo agenocidos sonucidos
pordordel80%oncentracioengeosminnte sencillocico como
sdeantibiocina(pigme
delgneroSformadem formacinmecanismo
yces y queucirunaasoango de esn la
supervimiento.Elptoquesedtativas.Losmo ser: afulvina), aa),
cardiovantes veterinn producidactinomyce
%delosaislanesviablesasresponsapues sonnfuentede
ticos (a).Strentorojo),e
Streptomycemicelio,elcude cadenaparaladis
ha generadombrosavatructuras qvencia
ydiprincipalpadesarrollaemetabolitoantibacteriaanticancergasculares
(lonarios (tilosdos por metes, 80
%amientosdde106107ablesdelolnutricionalmcarbono y
reptomycesceselmicroor
cesestfavoualsufreuasdeexoepersinyc
do gran intriedaddemqumicas
yiferenciaciapeldelosalmicelioaossecundaranos (tetragenos
(doovastatin, csina,monemiembros% son
prodelsuelope7porgramolorcaractermentemuycasenano
coelicolor,prganismom
134
orecidaporncomplejosporasuniolonizacin
ters
tantometabolitosactividadesndeestosantibiticosreoqueesriosposeenaciclinas
yoxorubicina,compactin),nsina). Dosdel grupoucidos
porrtenecenalodetierra.rsticodelay verstiles:digeridao
productordesestudiado
4
ron
osssssny,,sorl.a:o
eo
-
135
ProduccindeExoenzimasLasenzimasseproducencomercialmentedesdefinesdelsiglopasadoyapartirde
ladcadade1960comienzalaproduccinmasivaconmicroorganismos.Losmicroorganismosofrecengrandesventajas
como sistemas de produccin de enzimas, dada su alta velocidad de
sntesis, altorendimiento de conversin de sustrato en protena
enzimtica, gran versatilidad y mayorsimplicidaden
lamanipulacinambientalygenticadesucapacidadproductiva.Lasenzimasdeusoindustrial,sonmayoritariamentehidrolasasextracelularesdeestructurasimple,establesysinrequerimientosdecofactoresdisociablesparasuactividad.Estasenzimassonproducidaspor
lasbacterias como respuestas adaptativas de fase estacionaria que
le sirven para la provisin
denutrientesencondicionesdehambreadoextremocomoloeslasituacinensuhbitatnatural.Mientrasquepara
lasbacteriasGrampositivas laexportacinalextracelularesta
facilitadaporcarecer demembrana externa, lasGram negativas
presentan complejos sistemas de
secrecinparaatravesarlacapaexternadeLPS.Ademsexistendiferentesnivelesdecontrolgenticodelaexpresindeestasactividades,quehansidoampliamenteestudiados.Unode
losproblemasdelasenzimasessuinestabilidad,siendoparticularmentesensiblesalatemperatura;demaneraquelavidamediapuedellegarasermuycortaosuactividadbajaentemperaturasambiente.Enlasiguientetablasemuestranalgunasenzimasdeorigenmicrobianoysucampodeaplicacinindustrial:Industria
Clasedeenzima Aplicacin Detergentes Proteasa
Remocindemanchasproteicas Amilasa Remocindemanchasdealmidn Lipasa
Remocindemanchasdegrasa Celulasa
Limpieza,aclaradoyantiredeposicin
(algodn) Mananasa Remocindemanchasdemanano Almidnycombustibles
Amilasa Licuefaccinysacarificacindealmidn Amiloglucosidasa
Sacarificacin Pululanasa Sacarificacin Glucosaisomerasa
Conversindeglucosaafructosa Ciclodextrina
glicosiltransferasa Produccindeciclodextrina Xilanasa
Reduccindeviscosidad Proteasa Sustratosparalevaduras Alimentos
Proteasa Coaguladodeleche,saborizantes Lipasa Saborenlosquesos
Lactasa Remocindelactosa Pectinmetilesterasa
Solidificacindeproductosderivadosdefrutas Pectinasa
Productosderivadosdefrutas Transglutaminasa
Modificacindepropiedadesviscoelsticas
-
136
Panificaciones Amilasa Volumenyblanduradelpan Xilanasa
Acondicionadodelamasa Lipasa Acondicionadoyestabilizadodelamasa
(emulsificador) Fosfolipasa
Acondicionadoyestabilizadodelamasa
(emulsificador) Glucosaoxidasa Fortalecimientodelamasa
Lipoxigenasa Fortalecimientodelamasayblanqueadodel
pan Proteasa Bizcochos,galletitas Transglutaminasa
Fortalecimientodemasaslaminadas Alimentacinanimal Fitasa
Digestibilidaddefitatosliberacindefsforo Xilanasa Digestibilidad
Glucanasa Digestibilidad Bebidas Pectinasa Depectinizacin,macerado
Amilasa Tratamientodejugos,cervezalight Glucanasa Macerado
Acetolactatodecarboxilasa Maduracin(cerveza) Laccasa
Clarificaro(jugos),sabor(cerveza)tratamiento
decorchos Textil Celulasa Terminacindejeans,ablandadodealgodn
Amilasa Achicado Pectatoliasa Desgastado Catalasa
Terminacindelblanqueado Laccasa Blanqueado Peroxidasa
Remocindeexcesosdetintura Pulpaypapel Lipasa
Controldedesechosycontaminantes Proteasa Remocindebiofilm Amilasa
Almidonado,desteido,mejoradedrenado Xilanasa Blanqueado Celulasa
Desteido,mejoradedrenado,modificacinde
fibras Grasasyaceites Lipasa Transesterificacin Fosfolipasa
Desgomado,produccindelisolecitina Sntesisorgnica Lipasa
Resolucindealcoholesquiralesyamidas Acilasa
Sntesisdepenicilinasemisinttica Nitrilasa
Sntesisdecidoscarboxlicosenantiopuros Cueros Proteasa Remocindepelo
Lipasa Curtido
-
ElmercadolasiguientePorcentajeparausoin
EnzimasEnzimasEnzimasEnzimasMicroorgIngredie
Amilasas.Lacapacidextraceluladesconocidcual
lasbapolmerosUntestcudelaadicideclivajedserutiliza
omundialdemanera:
esglobalesndustrial
detergentetcnicas(3paraalimeparaalimeganismos(5ntesbiofarm
addeunmar. Esta
prodos.Lospoacteriassecapequeasalitativopandeunasdelalmidnadoparates
deenzimas
deventasd
es(32%)1%)ntos(21%)ntacin(8%5%)macuticos
microorganiopiedad
suelmerosderetanenzimsmolculasaradetermisolucinden(dextrinasstearlahidr
enelao2
deenzimas
%)
s(3%)
smodehidele ser utilestetiponmas(en
lamstransportanarlapreseiodurodeps,maltosayrlisisdelal
2010,estim
drolizarelaizada
comonopuedenamayoradeables.enciadealmpotasio/I2yglucosa)nlmidnene
N D D O
madoen3b
lmidnesto criterio datravesar la loscasoss
midnesla(Lugol).LueosetiencelTP4.
Porcenpor
Novozymes Danisco (21DSM (6%)Otras (26%)
illonesdeU
asociadade identificaasmembransonhidrolas
aparicindegodesuhconesteco
tajedevenrEmpresa
(47%) %)
USD,estre
a laenzimaacin de anascomotsas)quede
deuncoloridrlisis,losolorante.Est
ntas
137
epartidode
aamilasaislamientosales,por loegradan los
razulluegosproductosteprincipio
7
e
asos
oso
-
138
Algunos productores de amilasa son bacterias del gnero Bacillus
y Pseudomonas. stosdegradan el almidn primero en polisacridosms
cortos (dextrinas) y subsecuentemente
enmaltosa,glucosayoligosacridosconunin1,6.ProteasasMuchas bacterias
pueden degradar diversas protenas y utilizar los pptidos y
aminocidosresultantescomofuentedeenergayparasintetizarsuspropiasprotenas.Un
ejemplo es la hidrlisis de la casena. La casena existe en la leche
como una suspensincoloidalquedaa la
lechesuaspectoopaco.Muchasbacteriasproducenenzimasquehidrolizanestaprotenadandoderivadossolublesytransparentes.Larupturadeprotenas,avecesllamadapeptonizacin,estilenlaidentificacindeespeciesmicrobianas.
NH2 R CH1 CO R CH2NH R CH3CO NH
COO-NH2 R CH1 + NH2 R CH
2 R CH3CO NH
proteasa+ H O2
enlacepeptdico
Lasproteasasposeenunagranvariedaddeaplicacionesindustriales.Unadelasmsimportantes,y
que constituye aproximadamente el 25% del total de enzimas
comercializadas en
elmundo,correspondeaproteasasdejabonesydetergentesparaellavadoderopa.LamayorpartedeestasproteasassonproducidasporbacteriasdelgneroBacillus.Tambinseutilizanproteasasen
lascurtiembres,donde losprocesosenzimticosderemocindepelos,
lanasydemscomponentesproteicoshanreemplazadotratamientosqumicosaltamentecontaminantesdemaneraeficiente.Laindustriaalimenticiautilizaunaenormevariedaddeproteasasdeorigenmicrobiano(BacillusyAspergillusprincipalmente)endiferentesprocesosyproductos,siendolamanufacturadequesoslaprincipalaplicacin.Comoveremosmsadelante,laquimosinaeslaproteasasmsimportantedelaindustriaquesera,utilizadaenlacoagulacindelaleche.
-
LipasasLa degrad(triacilglicegrasoslibre
Una vez aprocesodetomosdeconvertido
Unmtododondelalidelipasas,Las lipasasposeen
unestabilidadorigenbacladetecciuso industdetergente
Las fosfolicuatroclas
dacin deerol acilhidres,diacilglic
asimilados de
oxidacieCmenos.oahexosasosimplepaplisisseevcontrastad
sestnampna mayordyunamsterianoofndelipasatrial. Sus
aes,alimentopasas sonsesprincipa
lpidos esrolasas), quceroles,mo
dentro den,que
resEsteAcetilyotroscomaraladeteccvidenciapodaenestempliamentedsignificancisampliadisngico,ylaasmicrobianaplicacionesos,qumicosuna
subclasales,denom
llevada aue rompenonoacilglicer
la clula, esultaen laCoAespos
mponentesccindelipaorlaformacmedioopacodistribuidasa
comerciasponibilidadmayorpartnasresidees abarcan us,perfumessede
lipasinadasA,B
LAqula
cabo porla unin rolesyglice
estos cidoliberacinsteriormentcelularesaasasesmedcindeunho.en
lanatual debido adque las liptesonprodenquestaun
enormes,cosmticoas, capacesB,CyD,seg
Las fosfolipaA1 y A2 segue hidrolizaas actividad
r enzimasster por aerol.
s grasos pdeAcetilCteoxidadotravsdelCdiantelautihaloclaroal
raleza.Sinea los bajospasasdeplucidasextrasconstituyee
espectroos,biorremsdehidrolineltipod
asas A puegn la posican. Las fosfes A1 y A2
extraceluladicin de H
ueden seroA,msunaCO2poreCiclodelGlilizacindelrededorde
embargo, las costos dantasoaniacelularmenenelmayorde
industrediacin,etizar fosfolpereaccinq
den subdivicin del cifolipasas B c.
ares llamadH2O, libera
metabolizancidograelCiclodeoxilato.lmedioAgaelacolonia
as lipasasme producciimales.Puente.Laimprgrupoderias, que
intc.pidos. Se clquecatalice
vidirse en ido graso catalizan
139
das lipasasndo cidos
ados por elsocondosKrebs,oes
arTriolena,productora
microbianasin, mayoredenserdeortanciadeenzimasdencluyen los
lasificanenen.
9
ss
lss
,a
sreees
n
-
140
La yema de huevo presenta una abundante cantidad del fosfolpido
lecitina. El clivaje de lasuniones fosfoster por accin de la
Fosfolipasa C forma un diglicrido insoluble en agua.
Estaactividadenzimticapuedeserdetectadaporunazonadeopalescenciaenelmedioalrededordelamasa
celular. Otra posible accin enzimtica es la de la Fosfolipasa A,
dando un
productosolubleenagua(lisolecitina),queencambioseobservacomounazonatransparentealrededordelamasacelular.Los
fosfolpidossoncomponentesmayoritariosy funcionalesde
lasmembranascelulares.Lacapacidaddehidrlisisdefosfolpidosdeclulashuspedesesunfactorimportantedevirulenciade
lasbacteriasque laposeenypor
lotantosudeterminacinesunaherramientautilizadapara caracterizare
identificarmiembrosde
losgnerosPseudomonas,Staphylococcus,BacillusyClostridium.Lasfosfolipasassonutilizadasenlaindustriaalimenticiaparaeltratamientodelayemadehuevopara
la produccin de mayonesas, condimentos, alimentos para bebs, etc.
Su funcin
eshidrolizarlalecitinadelhuevoparagenerarlisolecitina,unamolculaconpropiedadessuperioresparaformaremulsionesagua/aceitemsestables.Porotrolado,lasfosfolipasassonactualmenteutilizadas
a nivel industrial en un proceso de refinamiento del aceite
comestible denominadodesgomado, donde los fosfolpidos provenientes
del aceite crudo son removidos.Tradicionalmente el desgomado se
realiza mediante un proceso qumico (existen
variasalternativas:cido,alcalino,seco),perodesdehaceunosdiezaossecomenzaimplementarunaalternativaenzimtica.Actualmente
lasenzimasmsutilizadas son laPurifine
(Verenium,unaPLCaisladapormetagenmicaapartirdeunamuestradesuelo,expresadaheterlogamenteenPichia
pastoris) y Lecitase (Novozymes, una PLA1 proveniente de Fusarium
venenatum,
yexpresadaheterlogamenteenAspergillusoryzae).Xanthomonas:patogeniaybiotecnologaLas
bacterias del gnero Xanthomonas son bacilosGram negativos,
normalmente solos o de
apares(ocasionalmenteformandocadenascortas),mvilesapartirdeunnicoflagelopolar.Sonaerobios
obligados y no realizan desnitrificacin o reduccin de nitrato. Las
colonias sonnormalmente amarillas, lisas y mucoides. Los pigmentos
son aril polienos brominados muycaractersticos, denominados
xantomonadinas. La mayora de las cepas producen
unheteropolisacridocaracterstico,denominadoxantano,elcual lesda
laconsistenciaviscosa.Soncatalasapositivo,oxidasanegativoodbil,ynoproducenureasa.UsualmentegeneranH2S,peronoindoloacetona.Sucrecimientoesinhibidoaconcentracionesde6%NaCly30%glucosa.Se
puede analizar la relevancia de las bacterias del gnero Xanthomonas
en relacin a lasactividades humanas desde dos aspectos diferentes:
como patgeno de plantas de
relevanciaeconmicaocomomicroorganismoproductordexantano.Sehan
reportadoespeciesypatovaresdeXanthomonas como
causalesdeenfermedadesenalmenos124monocotiledneasy268dicotiledneas.Lasintomatologaproducidaporsuinfeccinesmuy
variada, daando hojas, tallos y frutos, segn el patgeno y el
hospedador. Entre
lasplantassusceptiblesainfeccinporXanthomonassepuedenmencionaralarroz,ctricos,algodn,pimiento,tomate,lechuga,etc.Esdeparticularimportanciaparanuestrareginelimpactodelas
-
infeccionescanker,essiendo la cdistribuida
CancrosiseEnArgentimayor quemillonesddel 10
%principalmrepresentadlaresenhastaserdtanto la dpuedealcams
imporcuarentenasobretodoComo sexantano (pentasacr
ALas coloniamostrandoen(B)
sporXanthsunadelascancrosis tia.
enfrutosyina laprode la sumaetoneladasde la prod
mentealmeando unmnel2007.Ladeclaradaeel noroesteanzarun20rtante
no earias a losoloseuropemenciono goma xridoformad
as de Xanthunanotable
homonasesenfermedipoA, caus
hojasdebiduccincitrde todossdectricosduccin obtercadoeuroercado
deacancrosisndmicaene como la0%delapres causadafrutos
deeosqueconanteriormeantana). Sdopordosu
homonas creeproduccin
n laproducadesqueasadaporXa
doainfecciocolaes ladlos demssentotal,rtenida en
eopeo,const240millondetipoAsnlamismaddel nordestroduccinepor la
disreas infecnstituyenelente, Xanthu estructuunidadesde
ecidas en undelheterop
ccinde cfectamssanthomonas
onesporXademayor ifrutales. E
representanel hemisferituyenun4nes de dlasedetectedcada.stte del
pasenataquessminucin ectadas impumercadod
homonas prra primariaeglucosa,dB
n medio ricpolisacrido
tricos. La cseveramentsaxonopod
anthomonas
mportanciaEntre los andoun3%rio sur. Las45%deltoares en
elenelao1taafectatod y lamagnseveros.Sinen la produuestas
poreexportaciroduce una consistedosdemano
co en sacarxantano,cuy
cancrosisdetealasplandispv. citri,
saxonopodaen frutaleos 20042delaprodus exportaciotaldefrutoao
2006 y974,apartdalazonapnitud de lasnembargo,uccin, sinopases
librenmsimpheteropolien unidad
osayunade
rosa son amyaestructur
e los ctricontasdelgn, lamsam
dispv.citries, siendoe2005 se prouccinmunones, queosfrescosey de
500mtirdelcualproductoras prdidaslaprdida
o por las rees de la enportante.sacrido ddes
repetidecidogluc
marillas y mraqumicase
141
oso citrusneroCitrus,mpliamente
envolumenodujeron 3ndial,ymsse realizanexportados,millones
desedispersdectricos,producidaseconmicaestriccionesnfermedad,
enominadodas de uncurnico.
mucosas (A),erepresenta
s,e
n3sn,e,sas,
on
,a
-
142
ElxantanoesproducidoindustrialmenteporfermentacindeXanthomonascampestris(patgenadel
repollo,alfalfa yarvejas).Esunpolvo inodoro color crema,que
sehidrata
rpidamenteenaguagenerandounaviscosidadestableinclusoabajasconcentraciones.Esaltamenteresistenteala
degradacin enzimtica, estable en un amplio rango de pH y forma
soluciones
acuosasaltamentepseudoplsticas.Suspropiedadesreolgicasnicasysuinocuidadhacenqueelxantanotenganumerosasaplicacionesindustriales,lascualesseresumenenelcuadrosiguiente:Aplicacin
Concentracin(%v/v) FuncionalidadCondimentosparaensaladas 0.10.5
EstabilizantedeemulsionesCondimentosdeshidratados 0.050.2
Facilitaladispersinenaguafrao
calienteJarabes,coberturas,salsas,saborizantes
0.050.2 Espesante,estabilizantetrmico,viscosidaduniforme
Bebidas(frutalesylecheenpolvodescremada)
0.050.2 Estabilizante
Productoslcteos 0.050.2
Estabilizante,viscosidadcontroladadelasmezclas
Productoshorneados 0.10.4 EstabilizanteAlimentoscongelados
0.050.2 Mejoralaestabilidaddecongelado
descongeladoFrmacos(cremasysuspensiones)
0.11.0
Estabilizadordeemulsiones,uniformidadeneldosajedeformulaciones
Cosmticos(limpiadoresdentales,shampoo,lociones)
0.21.0 Espesanteyestabilizante
Agricultura(aditivoenalimentosparaanimalesyenformulacionesdepesticidas
0.040.4
Estabilizadordesuspensiones,mejoralapulverizacin,adherenciaypremanencia
Tinturasparatelas 0.20.5
Controlalaspropiedadesreolgicasdelapastapreviniendoelchorreadodelatintura
Vidriadocermico 0.30.5
Previenelaaglomeracindurantelamolienda
Explosivoslquidos 0.31.0
Formulacionesmsespesas,mejoralaestabilidadtrmica
Produccindepetrleo 0.10.4 Lubricanteparataladrosdeperforacin
Recuperacindeaceite 0.050.2
Reducelamovilidaddelaguaincrementandoviscosidadyreduciendopermeabilidad
En la actualidad lasmayores empresas productoras de xantano
sonMerck y Pfizer en EstadosUnidos, Rhne Poulenc y SanofiElf en
Francia, y Jungbunzlauer en Austria. Se estima que
laproduccinanualdegoma xantanaesde30.000 toneladas,
correspondiendoaunmercadodeUSD408millones.
-
143
BacteriaslcticasyproductoslcteosLasbacteriascidolcticas(LAB)soncocosybacilosdelongitudvariableydeungrosorde0,50,8m.
Se tratadeun grupodebacterias
fisiolgicamenteuniforme,deparedGrampositiva,quesolo metabolizan sus
sustratos, predominantemente azcares, de manera fermentativa
conformacin de cido lctico. A pesar de sumetabolismo anaerobio
(debido a que carecen decadena respiratoria) son aerotolerantes, y
en medios de cultivos slidos forman colonias enpresencia de aire.
Otra caracterstica comn de las LAB son sus complejos
requerimientosnutricionales. Ninguna LAB crece en medos
constituidos exclusivamente por sales minerales,azcar y sales de
amonio. La mayora necesita distintas vitaminas del grupo B
(lactoflavina,tiamina,biotina,cidonicotnico,cidopantotnicoycido
flico)yvariosaminocidos.Esporesoquesuelencultivarseenmedioscomplejossuplementadosconextractosdelevadura,jugodetomateolactosuero.Estoscomplejosrequerimientosnutricionaleshacenquefrecuentementeselasencuentreen
tres lugaresprincipales:en la lecheyproductos lcteos,enplantas
intactasotransplantadas,yenelintestinoymucosasde
losanimalesyelhombre.Debidoaquesintetizanintensamente cido lctico y
poseen una tolerancia intrnseca a la acidez (pH45),
enmediosadecuadosse imponenrpidamenteaotrosmicroorganismos,por
loqueseconsiguefcilmentesuenriquecimiento.Losmicroorganismos
cumplen un rol fundamental en los productos lcteos. La seleccin y
elbalance apropiados de los cultivos iniciadores o starters es
crtica en la manufactura deproductos fermentados con las
caractersticas de textura y sabor deseadas. La presencia
demicroorganismos indeseados puede resultar en el deterioro del
producto, con los
riesgossanitariosquepuedeimplicarcualquierpatgenointroducidoenelproceso.Losquesos,yogurtsylechesfermentadasrepresentanunadiversaclasedeproductoslcteosderivadosdelaalteracinde
la leche mediada por microorganismos. Una fermentacin lctea tpica
es iniciada por elcrecimiento de LAB responsables de la produccin
de cido lctico a partir de lactosa.
Lascaractersticasdesabor,estructuraycomposicindelproductofermentadosondeterminadasporlas
condiciones del proceso tales como el tipo de cultivo starter,
enzimas adicionadas,temperaturade incubacinymaduracin,composicinde
la
leche,adicindesales,condicionesdeprocesamientoyestacionamiento,ymicroflorademaduracin.Estosparmetrosdeterminantambineltipodemicroorganismoscapacesdesobreviviry/ocrecerenelproducto.QuesosLosquesospuedenserfrescosonoestacionados(quesoblando,mozzarella,quesocottage,etc)oestacionadosocurados.Losquesosestacionadospuedenademssercategorizadosenrelacinasu
contenido de humedad como blandos (Camember, Brie), semiblandos
(Gouda, Roquefort,Edam,Muenster)yduros
(Cheddar,Suizo,Gruyere,Parmesano).En laproduccindequesos,
lamicroflorainicialdelalecheesrpidamentesobrepasadaporelrpidocrecimientodeloscultivosstarter.
Un desarrollo ineficiente del cultivo starter podra permitir el
crecimiento demicroorganismos indeseables.La funcinprimariade
loscultivosstarter incluye laproduccin
-
144
de cido lctico, que promueve la formacin del cuajo junto a la
quimosina, destruyendo
oinhibiendoelcrecimientodeorganismoscontaminantes.Contribuyenademsalascaractersticasdesaboryaromadelproducto.En
lafase
inicialdefermentacin,estoscultivosstartersuelenestarenpoblacionesporsobrelas109UFCporgramodelecheocuajo.Lamaduracindelosquesosencondicionesdetemperaturayhumedadcontroladasdeterminanlas
caractersticas finales de cuerpo y sabor del producto. El
desarrollo de estar
caractersticasinvolucraactividadesenzimticasdeloscultivosstarter,enzimasdelalecheyactividadesdelamicroflora
secundaria. Durante la maduracin del Cheddar, el nmero de
microorganismosstarter decrece a medida que la microflora
secundaria se incrementa (>108 por gramo).Decrecenadems
laspoblacionesdebacilosGramnegativos,micrococcusyotrasGrampositivasnoLAB.CultivosstarterdeLABysusproductosCepa
ProductoLactococcuslactissubsplactisLactococcuslactissubspcremoris
Queso Cottage, manteca, crema agria,Cheddar, quesos blandos y
semiblandos,Gouda,quesoazul,otrosquesos
LactococcuslactissubsplactisbiovardiacetilactisLeuconostoccremoris
Queso Cottage, manteca, crema
agria,Cheddar,quesossemiblandos
Streptococcusthermophilus Yogurt, mozzarella, Emmentaler,
Gruyere,Suizo,Parmesano
LactobacillusdelbrueckiisubspbulgaricusLactobacillusdelbrueckiisubsplactisLactobacilluslactis
Yogurt, mozzarella, Emmentaler,
Gruyere,Suizo,Parmesano,kefir,kounis
LactobacillusacidophilusPropionibacteriumshermanii
Yogurt, leche cida, Emmentaler, Gruyere,Suizo,Gouda
Bifidobacteriumssp.
LecheprobiticaylechecultivadaFlorasecundariaenquesosestacionadosQueso
FlorasecundariaBlandoCamembertBrie
LevadurasPenicillumcaseiolum
SemiblandoCaephillyLimburger
LactobacilliLevaduras,Brevibacteriumlinens
AzulRoquefortGorgonzolaStilton
Levaduras,Penicillumroqueforti,micrococci
-
145
DuroCheddarEmmentalerGruyere
Lactobacilli,PediococciPropionibacterium shermanii,
StreptococciGrupoDPropionibacterium shermanii,
StreptococciGrupoD,levaduras,coryneformes,B.linens
YogurtylechesfermentadasEl yogurt, las leches fermentadas y las
cremas agrias son productos lcteos no
madurados.Generalmenteestnlistosparaconsumoconunmnimoprocesamientoluegodeldesarrollodelaacidezdeseadaatravsdelafermentacincidolctica.LafermentacindelyogurtinvolucrauncultivomistodeStreptococcusthermophilusyLactobacillusdelbrueckiisubspbulgaricus,quesontermoflicos,mientras
que Lactococcus ssp. y Leuconostoc ssp. son normalmente utilizados
enleches cultivadas y cremas agrias. Las leches cultivadasmsexticas
(kefir, koumis)derivandefermentaciones mixtas que involucran
levaduras, Lactococcus ssp., Lactobacillus ssp.
yLeuconostocssp.Lactobacillusacidophilussueleserusadoen
laproduccindeyoguresy
lechesfermentadas.EstructuradelacasenaycoagulacindelalecheLalechedevacatieneunadensidadmediade1,032g/l,yestconstituidaporunsistemacoloidaldetresfases:solucin:minerales,vitaminas,hidratosdecarbono(principalmentelactosa)yalgunasprotenas(lactosuero)seencuentrandisueltosenelagua.suspensin:lassustanciasproteicasseencuentranconelaguaensuspensin.emulsin:lagrasaenaguasepresentacomoemulsin.Contieneunaproporcinimportantedeagua(cercadel87%).Elrestoconstituyeelextractosecoquerepresenta130g/lyenelquehayde35a45gdemateriagrasa.Entotallalechecontieneun3%deprotena,siendoel80%deesacantidadcasenas,yelrestolasdenominadasprotenasdellactosuero:Casenas(80%)S1casena34%S2casena8%casena28%casena10%
Protenasdellactosuero(20%)lactoglobulinas9%lactoalbminas4%proteasasypeptonas4%seroalbminas1%inmunoglobulinas2%
-
Se puedemedianteunasoluciconunradmicelas (esuperficialsolucin.
Emolcula cDebidoa lcontribuyeSin embarpodraversExisten mrecientes
satraccioneentre las ccrecientedclustersdeuna red
epolimricocapasuper
RepresentamolculasentrecruzafosfatodeLa
formacindustrialeanulacindlaproteasa
describir alaasociacinacuosaddiomuyvarestabilidadconformadEsta
capa econtiene alaalta fuerensoloparcrgo, estas csecomounuchos
modsugierendosentre lascasenas Sdeprotenae fosfoserinesfrica
reosquea corficialdec
aciones esqde casen
anpormedcalciocoloi
cin de gees.Losdistidelaestabiaquimosin
a la leche cndeloscudesales, lariablequeocontra
ladopormolestrica pulrededor deza inicadcialmenteacargas
promncepillosadelos propuos formasdregionesh1, S2 y asquees
fina.Globalmelativamentoloideshomcasena.
quemticasna interacciode interaidal(CCP).
eles es unntosproceilizacinelea clivaa la
como unauatrotiposctosayprooscilaentreagregacinculasdeuede modee
14 grupoe la leche (a laestabilimueven laladoylaeuestos
paradistintasdehidrofbicasy los clusteinalmente tmentesepue
relajada
mogneos,e
s de una mcionan entraccionesen
procesososutilizadectroestrica casena
suspensindecasenasotenasdele los30y3n intermicecasenaextelarse
comoos carboxli(80mM), laidadcoloidsolubilidadestabilizaci
a la estruceuninensde lacaseersde fosfterminadapuedeverade
prote
estabilizada
micela de cre s porntresusreg
importantedosen laprcadelasmienelenlac
coloidal dsyfosfatodsuero.Las300nm.Laelar) provietendiendoso un
cepilcos que esascargasealpormeddel polme
nelectroesctura de laelensamblena,yporatode
calcpormolculaestructunas, queaporel ce
casena. Desus region
gioneshidro
e utilizadoroduccindcelasdecascePhe(105
demicelasdecalcio,qmicelasdealtaestabilene de unasusextremollo
polielestn disociastn fuerteiode la reero, por lostrica.as
micelasadode lasotro lado lcio coloidal.ulasdecarade lamise
asemej
epilloelect
entro de lanes hidrofoflicas(cur
en una vdegelesdesena.Enla)Met(106),
de casenaqueestndcasenasolidadcoloida suerte
doshidroflicectrolito, yaados a pHementeapapulsinele que la ca
de casenamicelas.Polosentrecru.Esto llevaasena,queiceladecasja
ms atrolito form
a micela, labicas (barrvas)conc
variedad dee leche sebproduccin, liberando
146
, formadasispersasennesfricas,daldeestase cepillocoshacialaa que
cadafisiolgico.
antalladasyctrosttica.pa estrica
a. Los msorun lado,uzamientosa auna
rednoposeensenacomomicrogeles
madopor la
as distintasrras), y seclustersde
e procesosbasanen landequeso, laporcin
6
sn,saa.y.a
s,sdnosa
see
sa,n
-
hidroflicade
estemformandoaccindellasuperficdandoluga(fosfatodeACoagulacicasenasuresultaen
(glicomacromodo la
supungeldenloslactobacciepilosaaraungelmecalciocolo
nde la casperficialysunefectos
opptido,operficie deso.En
laprcilos,quecopierdesusmslaxo.Eloidal),contr
sena.A)esolubilizalosimilarsobre
caseinomatipo
cepillroduccindonviertenlacargasyeldescensodribuyendoa
ldescensosCCP,mienelasuperfic
acropptidolo es
cortdeyogurt,ealactosaaeventualmendepH,ademalaprecipitaB
depHhacntrasqueenciedelasm
o)delaporcada y las pelpHde
lacidolcticontecolapsams,aumenacinintram
ce colapsarnB)laactivmicelasaleli
cinhidrofpartculas dlechedescio.Debidoaasobre
lasntalasolubimicelarsegu
las regionevidadproteominarelca
bica(parade
casenaiendepormaestedescesuperficiedilidaddelouidadelaa
eshidroflicolticadelaseinomacro
147
casena);se agreganmediode laensodepH,e
lamicelasmineralesgregacin.
casde la aquimosinaopptido
7
;na,as
a
-
148
CuestionarioGua:1) Cuales son las diferenciasmorfolgicas (de las
clulas y de las colonias) entre los gneros
BacillusyStreptomyces?.2)
Quventajasleconfierelaproduccindeestadosdearresto(porejemplo,endosporaspor
Bacillus,exosporasporStreptomyces,cistosporAzotobacter)enelsuelo?3)
Quventajasconfierelaproduccindeantibiticosenelsuelo?4)
Quventajasconfierelafijacindenitrgenoatmosfrico?5)
Culeselobjetivoderealizarelshocktrmicoalasuspensindesuelo?6)
Podradisearunmediodecultivoque lepermitaaislartodos
losmicroorganismosdelsuelo
deunasolavez?7) AlgunasespeciesdeKlebsiellapueden
fijarnitrgeno,perono lopuedenhacercuandoesta
creceaerbicamente.Culeslaraznparaesto?8)
Quemacromolculascelularescontienennitrgeno?Basadoenestainformacin,esperausted
querequieramayorescantidadesdenitrgenoydecarbonoqueSoFeparacrecer?.9)
PorqueseusasuelosecocomofuentedeinculodeStreptomyces?10) Qu tipo de
microorganismo utilizara como "tester" para detectar bacterias de
suelo
productorasdeantibiticoslactmicos?PodrautilizarSaccharomycescerevisiae?11)
Quventaja tendrautilizaruna fosfolipasaC respectoauna
fosfolipasaAenelprocesode
desgomadodeaceites?12) Que son las bacterias lcticas y cul es su
importancia en alimentos? Cmo se las puede
cultivarselectivamente?13)
Quereaccionesocurrenenlalechedurantelaconversinenyogurt?
-
149
5VIDABACTERIANACOMUNITARIA
ECOLOGAMICROBIANACOMPORTAMIENTOBACTERIANOSOCIALEl entrenamiento
de generaciones de microbilogos se ha basado en la investigacin de
laspropiedades de cultivos microbianos puros y en la elucidacin de
las propiedades de
stosorganismosdeaunoporvez.Apesardelotilqueestaestrategiaharesultado,lamismatiendeaperpetuar
un error conceptual. Los cultivos puros no existen en la
naturaleza.
Losmicroorganismos,comootrosorganismos,existenengruposocomunidadesdondeexistenunagranvariedaddeinteraccionescomomutualismo,comensalismo,antagonismoysaprofitismo.Objetivo
1 Poner de manifiesto la diversidad bacteriana que coexiste en
un mismo nicho y lasinterrelaciones que entre ellas ocurren,
mediante el empleo de la Columna deWinogradsky.
2 Introducir al alumno en el concepto de que las bacterias, ya
sean pertenecientes a
lamismaespeciecomoaespeciesmixtas,puedenpresentarcomportamientossocialesfrenteaciertosestmulosambientales.Estoimplicaquelasbacterias,lejosdecomportarsecomoentesindependientessoncapaces,endeterminadassituaciones,decomunicarseentresyadoptarcomportamientosqueincluyenagranpartedelapoblacin.Constituyenejemplosdeloanteriorlaformacindebiofilms,swarmingyformacindecuerposfructferos.
ECOLOGIAMICROBIANAElmundode
losmicrobiosestconstituidopordiversosgruposquereflejanadaptacionestantomorfolgicascomofisiolgicasque
loshacencompatiblesconsushbitats.Losmicroorganismosadaptados a
crecer bajo determinadas condiciones ambientales del hbitat son
capaces desobrevivir. En este caso se dice que la poblacin indgena
o autctona del hbitat
poseecaractersticasadaptativas.Enalgunoshbitats
lascondicionesambientalesson
tanseverasquesolounreducidonmerodepoblacionesmicrobianasescapazdesobrevivir;enalgunoscasoselhbitatseleccionasolountipodebacteria.Porejemplo,SulfolobusyChloroflexussonencontradoscomo
comunidades dominantes enmanantiales sulfurosos cuya temperatura es
superior a los100C; condiciones letales para otras bacterias. Sin
embargo, en ambientesmenos
extremos,dondelapresindeseleccinnaturalesmenossevera,ladiversidaddelacomunidadmicrobianaesextraordinariahaciendodificultosoaislare
investigar lasdistintaspoblacionesautctonasen
-
150
una muestra a partir de tcnicas estndar de aislamiento y
condiciones de crecimiento.Frecuentemente losmicrobiosdemayor
inters,tantobsicocomoaplicado,estnpresentesenbajo nmero en un
hbitat determinado y su presencia es enmascarada por la
poblacindominante. Quimiolittrofos tales como Nitrosomonas sp no
pueden ser crecidos bajo lascondiciones quimiohetertrofas usadas
normalmente para el recuento de microorganismosviables. Es posible,
sin embargo, crear condiciones de cultivo artificiales que
favorezcan elcrecimiento del tipo particular demicrobio de inters.
Esto es logradomediante tcnicas
decultivodeenriquecimiento.Medianteellasserecreanlascondicionesambientalesquepermitenunrpidocrecimientoyeclosindeltipodemicrobiodeinters.Lasbacteriasysurelacinconotrosorganismos,ecosistemasyciclosdeloselementos.Los
organismos fotosintetizadores como las plantas son productores de
oxgeno y adems deposibilitar la vida aerbica, constituyen el nexo
por el cual la energa radiante inmaterial estransformada en energa
qumica (ATP) y poder reductor, a partir de los cuales se produce
labiosntesisdecompuestosorgnicos.Laatmsferaaerbicagenerada,y
lamateriaorgnicasonlossustratosbsicosparalavidaheterotrfica,quedalugaraldesarrollodelosanimalesyentrestos,
al hombre. Los animales, como producto de sumetabolismo provocan la
liberacin a
laatmsferadedixidodecarbono,elcualesreasimiladoporlasplantasverdesparalaproduccindematerialorgnico.Sin
embargo, es necesario incluir tambin en este escenario a
losmicroorganismos. stos sesuman al engranaje biolgico para
constituir un verdadero ecosistema integrado ahora, nosolamente por
plantas verdes y animales; sino tambin y en igual grado de
compromiso,
porprotozoos,algasinferiores,bacterias,hongosy,entretodosellos,elmedioambiente.Laimportanciadelasbacteriasenelecosistemaquedaenevidenciaporejemploenelcasodelasntesis
demateria orgnica que realizan las plantas verdes, la cual slo
puede ocurrir en
lainteraccinconlasbacteriasfijadorasdeN2.EstassuministranelnitrgenoenformadeNO3odeNH4+
a las plantas, incapaces de hacerlo asequible por otra va; mientras
que las plantas leentregan a dichas bacterias diversos compuestos
carbonados como protenas, factores
decrecimientoyminerales,imprescindiblesparasupropiodesarrollo.As,
tambin es fundamental el rol desempeado por las enterobacterias
sintetizadoras
devitaminaK,lacualesabsorbidaporsushuspedesycumpleunafuncinesencialenelprocesodebiosntesisdeprotrombina.Estecompuestorepresentaunfactorindispensabledelmecanismodecoagulacin
y adems interviene como precursor de algunos intermediarios de la
ruta
deltransporteelectrnicodelacadenarespiratoria.Otroejemplodeasociacinsimbiticaentreelhombreysufloramicrobianaloconstituyelafloraoralsobrelaproduccindecaries.Elhombrealaportarazcaresasudietafavoreceeldesarrollodebacteriasqueporfermentacinproducencidolcticoycrean,aldestruirelesmaltedental,elmicroambiente
necesario para el establecimiento de otras colonias. Estas irn
destruyendo lamatriz con susenzimasproteolticas,proceso a su
vezposibilitadoporotro
grupodebacteriasproductorasdeunpolisacridocementante,quepermitelafijacin.Seconstituyeaspocoapocoyenelmarcodeestasinterrelaciones,loquenormalmentedenominamoscariesdentales.
-
151
En otra categora de relaciones simbiticas, ubicamos a la
endosimbiosis de bacterias
quecoexistenenelinteriorcelulardeuninsecto,endondecolaboranenelmetabolismocelularconlaproduccin
de vitaminas, degradacin de metabolitos nitrogenados, e
interconversin
deproductosparasuposteriorexcrecin,locualdeterminaelnormaldesarrollodelhospedador.Sinla
existencia de stos, sus parsitos intracelulares, la estructura
corporal de los insectos
sereduciraenmsdel80%.ElciclofundamentaldeenergaymaterialesdentrodelecosistemavadesdeelSolylaTierraaloauttrofo,
desde ste al hetertrofo, desde el hetertrofo de nuevo a la Tierra,
y
asindefinidamente.ElaportegradualdenuevaenergaapartirdelSolleconfierepoderalciclo,peroconllevaalainevitableprdidadeenergaquesaledelsistemaenformadecalornorecuperable.Lavidaauttrofacomienzaconlacaptacindelaluzsolarymineralesprovocandoporposteriorestransformaciones,laliberacindecaloralmedio,lasntesisdeATPcomoenergadisponibleodeNADPHcomopoderbiosintetizador;apartirde
loscualesfabricansustanciasnutritivas.Dichassustancias estn en
estado reducido, y al ser tomadas por los hetertrofos brindarn
comoproductofinaldesumetabolismoCO2,queesentregadoalaatmsfera.Asesque,endefinitiva,la
energa fijada en un principio por los organismos autosuficientes es
disipada en ltimainstancia como calor,mientras que los elementos
qumicos que sirven como nutrientes no sepierden para el ecosistema.
Por esto es correcto hablar de que la energa fluye a travs
deecosistema,mientrasqueloselementosqumicosseciclandentrodelmismo.Enalgunaspartesdelcicloelelementoseoxida(NH3NO3;S2SSO42;Fe2+Fe3+;CH4
CO2),mientrasqueenotrassereduce,dandoestouna ideade
laexistenciadeunciclobiogeoqumico.Enelmismoexisteunatransformacinqumicagradualdeloselementosalpasarde
un organismo a otro, ya que cada ser viviente se halla adaptado a
la utilizacin de
cadaelementoenundiferenteestadodereduccinparaincorporarloasuprocesometablicopropio.Ciclodelazufre
El ciclo del azufre representa una herramienta muy til para la
comprensin de
estasinterrelacionesyunainterpretacindinmicadelecosistema.ElSesunelementoesencialenlosmaterialesbiolgicosyesencontradoendistintoscompuestos,talescomovitaminas,coenzimasyprotenas
(en los aminocidosmetionina y cistena). Este elemento puede existir
en
diferentesestadosdeoxidacinpero,enlanaturaleza,solotresdeellosparecentenerrelevanciaecolgica.Estos
son losestadosdeoxidacin0 (SO),elestadodeoxidacin II
(comoHSocomoH2S)yelestadodeoxidacinVI(SO42).LosotrosestadosdeoxidacintienenimportanciabioqumicaenelmetabolismointermediariodelS,peroencuantoasusignificadoecolgiconoesdirecto.
-
ElSO42esylasplantorgnicoseMuchosmdebidoaqprecipitacmedioambprocesosbesproduci
Putrefaentrestos ReducLos organimiembroselectronesorgnicos
unodelosas(1b)pueeinorgnico
microorganisueesunasconmuchosbienteaerbioqumicosdomicrobioaccin,ques,losquecocindesasiismos
respodelgnero
senlugardoH2,yesp
anionesmedenusareoscomoS2smospuedesustanciats
ionesmetbico,oxids.Porlotanolgicamen
eselproceontienenazmiladoradeonsables
deoDesulfovibeO2.Losdoporelloque
scomuneslSO42com2.enproducirxicaparalatlicosdel
indoseaSonto,elH2Ssntepordossesoquellevazufre.eSO42(1d)e la
reduccbrioyDesulfonadoresdeestosmic
sdelagua.onicafue
rH2S(1c)yamayoradnteriorceluoaSO42;ysloseacumsistemasdiaacabola
.cin de SO4lfotomaculueelectronecroorganism
LamayorpentedeS,in
(1d),
loquelosaerobular.Sinemyaseaespomulaenmeferentes:descompos
42 son ana
um,queutiesempleadomosseencu
artedelosncorpornd
etieneconios,yporqu
mbargo,elHntneamendiosanaero
sicindeco
erobios estlizanSO42cosenelprouentranhab
microorgandoloasusc
nsiderable imueademsH2Ses inestnteobien,obios.Este
mpuestoso
trictos, habcomoacepocesosoncbitualmente
152
nismos(1a)compuestos
mportanciareaccionaytableenunatravsdecompuesto
orgnicos,y
bitualmentetorfinaldecompuestosedonde las
2
)s
ayneo
y
eess
-
153
concentracionesdesustratosorgnicossonrelativamenteelevadas.UnadelasconsecuenciasdelaproduccindeH2SeslaformacindesulfurosmetlicostalescomoFeSyCuS,ycomoelFeesmuy
comn en todos los sedimentos, la produccin deH2S est siempre
acompaada de
FeSresponsabledelamayorpartedelcolornegrodelosfangosanaerobios.ElH2S
formado seoxida espontneamente en el airedando So yH2O,por loque
lasbacteriasoxidantesdeS(1e)querealizanelmismoproceso,vivenprincipalmenteenlaregindondeelH2SascendentedelaszonasanaerobiasseencuentraconenO2descendentedelasaerobias.Dentrodeestegrupodemicroorganismo
tenemosa lasbacterias
filamentosasdelgeneroBeggiatoayThiothrixybacilosdelgeneroThiobacillus.Estosmicroorganismossonquimiolittrofosaerobios,esdecir,usanelH2Scomodadordeenerga.MuchosdeestosorganismosacumulanSo,ycuandoseacabaelH2SdisponibleenelmediousanasteltimooxidndoloaSO42.Sihayluzdisponibleel
H2S puede ser oxidado anaerbicamente, por las bacterias
fotosintetizadoras (1f), que
sonencontradasmuyamenudoenprofundidadesdondetodavapenetralaluz,ydondehayH2Sdelfondo
disponible. Este, es aqu utilizado como dador de electrones (en
lugar del agua) en
elprocesofotosinttico.EntrestasltimastenemosbacteriasfotosintetizadorasprpurasdeSo(dela
familia Chromateaceae); verdes del S (de la familia Chlrobeaceae),
ambas
fotolittrofasobligadas;bacteriasfotosintetizadorasprpurasnodelS(delafamiliaRhodospirillaceae),quesonfotoorgantrofas,
aunque tambin pueden vivir aerbicamente como quimioorgantrofas
ybacterias verdes no del S (Chloroflexus) que pueden vivir
fotolitotrficamente en
anaerobiosis,tambincomofotoorgantrofosyhasta,encondicionesaerobiascomoquimioorgantrofo.Cuando
los organismos oxidadores de S convierten el H2S en SO42 se produce
un
marcadodescensodelpH(aproximadamentepH=1o2),hechoqueconstituyeunserioinconvenienteparael
desarrollo de muchas formas de vida, y de aqu que este evento sea
poco deseable. Sinembargo, la capacidadde
ciertasbacteriasoxidadorasde SoparaproducirH2SO4esutilizada
avecesenagriculturaparalossuelosalcalinos,demaneraqueconelaradoseintroduceenelsueloSoenpolvo,ylassulfubacteriasnaturalmentepresentesenelsuelolooxidanydisminuyenelpH,avaloresmasadecuadoparaloscultivosagrcolas.Comovemos,
latransformacincclicadelSen labiosferaes
llevadaacabopordistintosgruposde microorganismos. Algunos de stos
pueden ser convenientemente estudiados por
elestablecimientodeunpequeosistemaecolgicoquereproduceelciclobiogeoqumicodeS.Esposiblecrearenel
laboratoriounmodelodeestetipo,quereproduceprcticamente
lasmismascondicionesambientalesde
laspoblacionesmicrobianasynosloposibilitaelseguimiento,paranadadespreciabledeldesarrollodelecosistemagenerado,sinoquetambinconstituyeensunmtododeenriquecimientodeciertaspoblacionesmicrobianasqueensushbitatnaturalesseencuentran
en baja proporcin; y que adems hacen dificultoso el estudio e
identificacinpartiendodesunichohabitual.ColumnadeWinogradsky.FueSergeiWinogradskyen1877quienintrodujolaColumnadeWinogradskycomounmtodovalido
de enriquecimiento de cultivo para el establecimiento de diferentes
poblaciones
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154
microbianas utilizando el ciclo del azufre, y quien a travs de
la caracterizacin de lasmismasdescubri una sorprendente variedad
demodelosmetablicos, desconocidos algunos de
elloshastaentonces,yporloscualeslosdistintosgruposseadaptanaunnichoecolgicodefinido.Apartirde
susobservacionesexperimentalesproponeporvezprimeraelconceptodeque
laoxidacinde compuestos inorgnicospuedeproporcionaruna
fuentedeenergapara ciertosmicroorganismos. Esto ampla el espectro
de autotrofa con la introduccin del concepto
dequimioauttrofo.LacolumnadeWinogradskyesunademostracinclsicaysimplequepretendereproducirenellaboratoriounaporcindeecosistema,
facilitandoassuestudioycaracterizacin.As,poneenevidenciaquelosmicroorganismosocupan"microespacios"altamenteespecficosdeacuerdoconsustoleranciasmedioambientalesysusnecesidadesvitales(requerimientosdecarbonoyenerga)yadems,
ilustracmodiferentesmicroorganismosdesarrollan susciclosy la
interdependenciaquesegeneraentreellos(lasactividadesdeunmicroorganismopermitecreceraotroyviceversa).Estacolumnaesunsistemacompletoyautnomodereciclamiento,mantenidosloporlaenergadelaluz.Porotraparte,lacolumnadeWinogradskypuedeserconsideradaasimismounsistemaquepermiteelenriquecimientodegruposbacterianosparticulares.As,losmicroorganismosquedesarrollenenellasernelreflejodelasfuentesdecarbonoyenergaquehayansidointroducidasinicialmente,ascomolascondicionesdemantenimiento.Su
mtodo consiste en establecer en un tubo de vidrio, y por esto
llamado Columna deWinogradsky, un microambiente acutico
complementado con algunos compuestos quesuministren un gradiente
deH2S por un largo periodo de tiempo, como as
tambin,materialorgnicoqueenriquecerelcrecimientomicrobiano.Enunacolumnaestndarconstruidautilizandobarro,aguaestancaday
luzblanca (talcomo seefectuar en el prctico), desarrollarn grupos
bacterianos ya caracterizados. Veamos
acontinuacinlascaractersticasdelosmismos:GruposmicrobianospreponderantesinvolucradosenelciclodelSGnerodelosmicroorganismosquesonobjetodelestudioysuparticipacinenlatransformacindelS:
Desulfovibrio:BacteriareductoradeSO42.Anaerobiaobligada.ProductoradeH2SapartirdelSO42medianterespiracin.
Desulfotomaculum:BacteriaesporogenareductoradelSO42.Anaerobiaobligada.ProductoradeH2SapartirdelSO42medianterespiracin.
Chromatium: Bacteria prpura del S. Anaerobia obligada y
fotodependiente. Oxida H2S aH2SO4medianteelprocesodefotosntesis.
Chlorobium:BacteriaverdedelS.Anaerobiaobligaday
fotodependiente.OxidaH2SaH2SO4medianteelprocesodefotosntesis.
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155
Rhodospirillium: Bacteria prpura no del S. Anaerobia,
microaerofila o aerbica.
UtilizacompuestosorgnicostantoparaefectuarunprocesofotosintticoenausenciadeO2,comoparaefectuarunmecanismorespiratorioenpresenciadeste.PuedeutilizarfotosintticamentebajasconcentracionesdeH2SpasndoloaSO42,sindarcomointermediarioalSo.
Chloroflexus: Bacteria verde no del S. Descubierta recientemente,
se asemeja por
suspropiedadesmetablicasynutricionalesalasrojasnosulfureas.
Beggiatoa:BacteriadeslizanteoxidadoradelH2S.Aerbicaomicroaerfila.OxidaH2SaH2SO4conproduccindeSocomointermediariomediantemetabolismorespiratorio.
Thiothrix: Bacteria no deslizante oxidadora del H2S. Aerbica
omicroaerofila.Oxida H2S
aH2SO4conproduccindeSocomointermediariomediantemetabolismorespiratorio.
Thiobacillus:BacteriaoxidadoradelH2SyotroscompuestosdelS.Aerbica.Elproductofinalde
laoxidacineselH2SO4,obtenidomediantemetabolismorespiratorio.NoacumulanSoensuinterior.TodoslosgnerosmencionadospertenecenaunadelasdivisionesdeReino:Procariotas,queesladivisin
II: Bacterias. Es preciso tambin el estudio del nico miembro de la
divisin I:Cianobacterias,yaqueelmismoparticipatambinenelciclodelS.
Cianoficea,CianobacteriaoAlgaverdeazul:organismoaerbicoyfotodependiente.UtilizaaguaoH2Sparasumecanismofotosinttico.La
columna aqu descrita se enfoca sobre todo al ciclo del azufre, pero
se podra
desarrollarigualmentelareproduccindeotrosciclosbiogeoqumicosequivalentesparanitrgeno,carbonoyotroselementos
-
156
NOCIONESTEORICASSOBRETOMAYSIEMBRADEMUESTRAS(noseefectuarenelprctico)Para
la toma del inculo a partir de la columna se deber tener en cuenta
la relacin
delmicroorganismoaestudiarconeloxgeno,siendonecesario,entonces,extraerlosanaerobiosdelseno
del sedimento, y los aerobios de la parte lquida de la columna. El
color y la
turbidezdesarrolladosenlascolumnasserdegranorientacinparaelcriteriodelatoma.ParaestaextraccinseutilizarunapipetaPasteurde60cmdelongitud,conunenraseunpocoporencimadelestrangulamientodelapipetaparatratardetomarsiemprelamismacantidaddemuestra.
Estar provista de una goma con boquilla en su extremo superior,
para facilitar
suextraccinporaspiracinsuave.Esaconsejableenestaoperacin,untratamientocuidadosoparanoalterarendemasalascondicionesdelecosistema.SIEMBRAENMEDIODECULTIVOLQUIDOPara
lasiembrade lamuestraseseguirndospatronesdetrabajo,enfuncinde
latoleranciaaloxgenoquepresenteelmicroorganismo.Entodosloscasos,serecomiendalaprimerasiembraenmediolquido,loquepermiteunamayorvelocidad
de crecimiento, en comparacin con el desarrollo que se tendra
enmedio slido osemislido.
-
157
Respecto a los aerobios, es preferible su cultivo en tubos de
ensayo, con 2 o 3ml delmedioseleccionado para el microorganismo
objeto del estudio. Estos se cubrirn con un tapn dealgodn que por
un lado evita la contaminacin, y por otro, permite el paso del
oxgeno. Lasiembra de anaerobios es conveniente realizarla en
frascos de penicilina o smiles. stos secubrirn conelmedio
correspondientehasta su tope,y conposterioridada la
introduccindelinculo, se cerrarn con tapones de goma procurando que
no se entrampen burbujas en
elinterior.Y,paracompletarelpooldecondicionesptimasdedesarrollodeberseleccionarseelrangodetemperaturasadecuado,comoastambinsedeberevaluarlanecesidaddeunaincubacinconosinpresenciadeluz.SIEMBRAENMEDIODECULTIVOSLIDOSeprocederaunasiembraenmedioslidounavezobtenidodesarrollopositivoen
loscultivoslquidos,comocriteriodeobtencindeunamayorpurificacinymejoraislamiento.Aclarado
sto y para continuar el mismo patrn de comportamiento se trabajar
en
formadiferencialparaorganismosqueguardandiferenterelacinconeloxgeno.Paraaerobios,seharmtododesiembraenplacapor
las tcnicas
tradicionales.Y,encasodetrabajarconorganismosdeslizantesen
lugarderecurriraaquellasesrecomendablecolocarunamnima alcuota
proveniente delmedio lquido en la parte central de la caja de
Petri.
Estosorganismosmvilespordeslizamiento,sealejarndestepunto,autopurificndoseyaquedejantras
de s cualquier otro contaminante (no deslizante) que hayan trado
incorporado desde
suanteriormedio.Respectoaanaerobios,sepodrrecurriraplacasoatubosagarizados,garantizndoseenamboscasos
una correcta anaerobiosis. Las placas una vez sembradas, sern
colocadas en jarras deanaerobiosis,deusocomnenMicrobiologa.De igual
manera que lo ya referido, proceder a incubar en presencia o no de
luz, y a
latemperaturaadecuada.CONSIDERACIONESLosmecanismosadaptativosde
lavidade relacin sonquienespermiten,antecambiosen lapresin
selectiva del ambiente, variar las relaciones existentes entre
losmiembros del nichoecolgico. De estamanera, los gruposmicrobianos
poseen un rasgo bioqumico esencial.
Sinembargo,stecasinuncaesnico.As, por ejemplo, un fotosinttico
cabal como elALGA VERDEAZUL, que siempre es descriptocomo un
fottrofo estricto, en algunos casos, puede crecer en la oscuridad
respirandoaerbicamenteciertosazcaressimplescomolaglucosa.
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158
TambinenCHROMATIUM,gnerodefinidosiemprecomofotodependienteobligado,exhibeunmecanismodeobtencindeenergademantenimiento,medianterespiracinanaerobiaendgenadelglucgenoalmacenado.Aestasrealidadesnomuyestudiadas,sesumanalgunosgnerosquepresentantaldiversidad,quenopermitenserubicadosconunnicorasgobioqumico.EsteeselcasodeRHODOSPIRILLUMy
CHOROFLEXUS, que no tienen una ubicacin estanca, y que pueden
desarrollarse
comofotolittrofos,fotoorgantrofos,yquimioorgantrofos.Este rango de
variabilidad tambin se repite en algunos organismos como BEGGIATOA
yTHIOBACILLUS,quepuedencrecerencondicionesestrictamenteautotrficas,yotrosdelmismognero,encondicionesestrictamentehetertrofas.ElgneroDESULFOVIBRIOquesedescribecomounquimioorgantrofoobligadoqueobtienesuenergaapartirde
laoxidacindecompuestosorgnicos,esenalgunoscasosunconsumidordeH2,quepasaasersufuenteinorgnicadeenerga.Esas,comoluegodeestasconsideraciones,nospermitimosreleerconotradimensinlaprimerafrasedestagua,enlacualquisimostransmitirquetodofenmenobiolgicodebeserabordadodesde
un punto de vista dinmico, ya que como habamos expresado, el
fenmeno VIDA
esdinmicoens.COMPORTAMIENTOBACTERIANOCOMUNITARIOBiocapasoBiofilms.La
flexibilidaden laexpresingnicabacterianapermite
lasobrevidaenambientessometidosacondicionescambiantes,y
lasbacterias,
siendoespecialmenteadaptables,hanpodidocolonizarcasitodoslosnichosdenuestroplaneta.Unejemplorelevantedeestaadaptacineslahabilidadde
formar biofilms. Los biofilms son depsitos no estructurados de
clulas y de
glucoclixacumulado,compuestoporsustanciaspolimricasextracelulares,concapacidadparaadherirseadiversosmaterialesotejidos.Lapresenciadebiofilmsesubicuaenlanaturaleza:limoopelculaqueapareceenlasestructurasen
contacto con el agua (tuberas, plantas de tratamiento de aguas,
etc). Se reconoce en laactualidadque la formacindebiofilms
constituyeun importanteaspectode lamayorade lasenfermedades
bacterianas incluyendo endocarditis, osteomielitis, caries dental,
infecciones delodomedio, infeccionesasociadasa instrumentosmdicos,
infeccionesde implantesoculareseinfecciones crnicas en pulmones en
pacientes con fibrosis qustica, etc. Los habitantes de
losbiofilmssonheterogneos,losrelacionadosconenfermedadespuedensermultiespecieoinclusomultireino
(biofilms involucradosen cariesdentales),onicaespecie comoen
laendocarditis.Peroinclusolasbacteriasformadorasdebiofilmsnicaespecie,sonheterogneasensuexpresingnica.
Estoesdebido a las limitacionesdedifusin impartidasporelbiofilm,que
resultanen
-
159
variaciones locales de pH, nutrientes y oxgeno, as como de
distintas concentraciones
demetabolitosbacterianos.Loshumanoshemosdadousobeneficiosoa la
formacindebiofilms, sobre
todoenelreaderemediacindehbitat.Porejemplo,lasplantasdetratamientodeaguasreducenlacantidaddebacterias,patgenosymaterialorgnicoatravsdebacteriasformadorasdebiofilms.Porqulasbacteriasformanbiofilms?1Defensa:respuestaalestrs.Losbiofilmspuedenresistirfuerzasfsicastalescomoelflujosanguneoolaaccinlavadoradelasaliva.
Los biofilms pueden tolerar agentes antimicrobianos en
concentraciones 101000 vecesmayores que las necesarias para matar
bacterias planctnicas (de vida libre) genticamenteequivalentes, y
son tambin extraordinariamente resistentes a fagocitosis al
interferir en elrecubrimiento de anticuerpos y bloquear as la
opsonizacin. Todo esto hace a las
bacteriasformadorasdebiofilmsseanextremadamentedifcilesdeerradicardehuspedesvivos.La
invulnerabilidad de los biofilms probablemente dependa de
caractersticas especficas comoson el crecimiento lento y la
heterogeneidad fisiolgica de sus habitantes. Los biofilms
venaumentadasuresistenciaporelcomplejopolmeroextracelularquelocomponeyqueconstituyeunabarreradedifusin.2Colonizacin:mecanismoparapermanecerenunnichofavorable.Loshumanosyotrosanimaleshandesarrolladosistemasinmunescomplejosporunarazncrtica:defensacontraotrosorganismosqueestntratandodehabitarsuscuerpos.Elcuerpo,oalmenospartes
de l, es rico en nutrientes y relativamente estable con respecto al
contenido de
agua,oxgenoytemperatura.Lamotivacinparaelcambiodecrecimientobacterianoalmodobiofilmpuedesereldepermanecerfijo.Esteconceptoseaplicaaotrosnichosecolgicos.Cuando
las fuentesdenutrientessonescasas, lasbacteriasse
liberandelbiofilm,
retomandoelcrecimientoplanctnicoenbuscademejoreshbitats.3Comunidad:biofilmsycomportamientocomunitario.Losmiembros
de biofilmsmixtos tienen diferentes requerimientos y llevan a cabo
diferentesfuncionesmetablicas haciendo del comensalismo un fenmeno
ampliamente diseminado,
ej.:especiesconsumidorasdeoxgenocreanunambientefavorableparalosanaerobiosobligados.Losdistintosmiembrosdelbiofilmsecomunicanatravsdepequeasmolculassealesdifusibles:autoinductores,pptidosestimuladoresdecompetencia,etc.Unbiofilmeselambienteidealparalatransferenciahorizontaldematerialgnico.Laproximidadfavorece
la diseminacin de fagos, as como tambin los procesos de conjugacin
y toma
deplsmidosporbacteriascompetentes.4Biofilmscomomododecrecimientosalvaje.Muchasbacteriaspasan
lamayorpartede suexistencianatural creciendo comobiofilms, y
sinembargoencondicionesdelaboratoriocultivadascrecenplanctnicamente.
-
160
Swarming.Swarminginvolucraladiferenciacindeclulasvegetativasenclulashiperflageladasquellevanacabolamigracinrpidaycoordinadadelapoblacinatravsdesuperficiesslidas.El
swarming bacteriano es un movimiento dirigido por flagelos en
presencia de limo (slime)extracelular (mezcla de carbohidratos,
protenas, pptidos, surfactantes, etc.) por el cual lasbacterias se
pueden diseminar como un biofilm sobre una superficie. Este proceso
se da
enmiembrosdelosgnerosProteus,Vibrio,Bacillus,Clostridium,Escherichia,Pseudomonas,etc.Encontrasteconelnado,dondelasbacteriassemuevenindividualmenteatravsdecanalesdeaguaen
agar (0,20,4%),el swarmingesun fenmeno social a travsdel agar
(0,41,2% agar).Estas clulas semovilizan en grupos o rafts,
organizadas paralelamente a su ejemayor paramaximizar los contactos
clulaclula, colonizando toda la superficie disponible. El frente
demigracinesprecedidoporunacapavisibledematerialextracelularsimilarallimo.Los
biosurfactantes glicolipdicos o lipopeptdicos como los ramnolpidos
(Pseudomonas),surfactina(Bacillus)yserrawetina(Serratia)funcionancomoagenteshumectantesmediante
lareduccindelatensinsuperficial.Elswarmingtieneunanaturalezasocialindicandoquesealesextracelularesyclulaclulasonestmuloscentrales.Formacindecuerposfructferos.Losbiofilms
y los cuerpos fructferos tienendos rasgos en comn: 1) se forman en
superficiesslidas en respuesta a seales externas e internas; 2) en
ambas estructuras las clulas
estnembebidasenexopolisacridos.Apesardeestas
similitudes,elmecanismode su formacinesdiferente.La
formacindecuerpos
fructferosdependedemovimientoscelularesorganizadosyreguladostantoespacialcomotemporalmente.VeamoscomoejemploelcasodeMyxococcusxanthus:Encondicionesdealtadensidadcelular,M.xanthusexhibetrestiposdemovimientosorganizados:swarming,
agregacin y formacin de cuerpos fructferos (dependiendo de las
condicionesnutricionales del medio). En presencia de gran cantidad
de nutrientes, las clulas
realizanswarmingycolonizannuevasreas.Cuandoladensidadcelularesaltaylasclulassufrenayuno,el
swarming disminuye y las clulas migran hacia centros de agregacin.
Inicialmente,
estoscentrossonpequeosyasimtricos,peroamedidaquemsclulasseacumulana
lo
largodeltiempo,seformancolinashemiesfricasdehasta105clulas.Dentrodeestascolinas,lasclulassediferencianenesporasnomtiles,resultandoenlaformacindecuerposfructferosmaduros.Elripplingprecedeysesuperponeconelestadodeagregacindecuerposfructferos.Duranteestemovimiento,lasclulasseorganizanenestructurasqueparecencanaletasoarrugas,quesemuevenrtmicamenteenunpatrnqueasemejaolas.Las"ripples"sonestructurasmulticelulares,dinmicasytransitorias.
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161
MEDIOSDECULTIVO
Composicin,caractersticasy fundamentode
losmediosutilizadoseneltrabajoprctico.
Agar Mossel Medio selectivo propuesto por MOSSEL et al. (1967)
para la deteccin, aislamiento y recuento de Bacillus cereus en
alimentos.
Fundamento
Bacillus cereus, ha sido implicado en toxoinfecciones
alimentarias, particularmente asociado al consumo de arroz
contaminado, y tambin en algunos procesos infecciosos en seres
humanos y animales. En el medio de cultivo, el contenido de peptona
es bajo (0.1%), y la adicin de emulsin de yema de huevo mejora el
aislamiento y esporulacin de esta bacteria. Para verificar la
utilizacin del manitol, se usa un indicador de pH, azul de
bromotimol. Este medio es selectivo, por el agregado del suplemento
para B. cereus (cdigo B03-606-32) con el que se obtiene una
concentracin final de 100 U de Polimixina B por ml de medio.
Frmula (en gramos por litro) Instrucciones
Peptona de carne 1.0
Suspender 40,0 g de polvo en 950 ml de agua destilada. Dejar
reposar 5 a 10 minutos. Calentar con agitacin frecuente hasta
completar disolucin. Esterilizar por autoclave a 121C durante 15
minutos. Enfriar a 50C y aspticamente agregar el contenido de 1
vial de suplemento selectivo para Bacillus cereus Britania cdigo
B03-606-32 reconstituido con 2 ml de agua destilada estril. Luego
agregar 50 ml de Emulsin Yema de Huevo Britania (cdigo B03-602-61).
Mezclar bien y distribuir en placas de Petri estriles.
Manitol 10.0 Cloruro de sodio 2.0 Sulfato de magnesio 0.1
Fosfato disdico 2.5 Fosfato monopotsico 0.25 Azul de bromotimol
0.12 Piruvato de sodio 10.0
Agar 14.0
pH final: 7.2 0.2
Siembra
Homogeneizar 10 g de la muestra de alimento en 90 ml de agua
peptonada 0.1%. Efectuar diluciones y sembrar 0.1 ml sobre la
superficie del medio de cultivo.
Incubacin
En aerobiosis, a 32-37 C durante 18-40 horas.
Modo de Accin
Este medio de cultivo est altamente adaptado para las
propiedades de B. cereus.
a) B. cereus es manitol-negativo. El contenido de manitol
permite la diferenciacin de la microflora acompaante
manitol-positiva, la cual es identificada por un cambio de color
del indicador rojo de fenol al amarillo.
b) B. Cereus no es afectado por las concentraciones de
polimixina que comunmente inhibiben el crecimiento de la microflora
acompaante (DONOVAN 1958). Por lo tanto la polimixina es
necesaria,
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162
si se sospecha que la muestra contiene un alto nmero ce
microorganismos acompaantes.
c) B. cereus produce lectinasa. La degradacin insoluble de
productos de la yema del huevo (lectina) se acumula alrededor de
las colonias de Cereus y forman un precipitado blanco. La reaccin
de la lectinasa ocurre tempramente en la mayora de las cepas. Las
colonias de Cereus pueden identificarse rpidamente antes que los
microorganismos polimixina resistentes tengan la posibilidad de
desarrollarse completamente.
Composicin Tpica (g/litro):
Peptona de caseina f10.0; extracto de carne 1.0; D(-)manitol
10.0; cloruro de sodio 10.0; rojo fenol 0.025; agar-agar 12.0.
Agregar (por litro de medio):
Emulsin de yema de huevo 100 ml; Sulfato de polimixina B 100,000
IU = Suplemento selectivo para B. cereus. B. cereus aparece como
colonias speras con una base entre rosa y prpura rodeadas por una
anillo de denso precipitado. Las colonias rodeadas por color
amarillo o una zona clara no son B. cereus. Debern realizarse otros
ensayos para confirmar la identidad de B. cereus (degradacin
anaerbica de D(+)glucosa, degradacin de gelatina, reduccin positiva
de nitrato) (BROWN et al. 1958).
Control de calidad (spiral plating method)
Cepas ensayadas Inculo (ufc/ml)
Promedio de recuperacin (%)
Color de las colonias
Precipitado
B.cereus ATCC 11778 103-105 40 % rojo + B. cereus var. mycoides
103-105 40 % rojo + B. subtilis ATCC 6051 103-105 40 %
amarillo/rosa + E. coli ATCC 11775 103-105 0.01 % - P. aeruginosa
ATCC 25668 > 105 0.01 % - Proteus mirabilis ATCC 29906 > 105
No limitado rojo - S. aureus ATCC 6538-P 103-105 No limitado
amarillo +
Agar Cerebro Corazn.
Es un medio slido muy apropiado para el cultivo de bacterias y
hongos, incluyendo los de difcil desarrollo.
Fundamento
Es un medio muy rico en nutrientes, que proporciona un adecuado
desarrollo microbiano. La infusin de cerebro de ternera, la infusin
de corazn vacuno y la peptona, son la fuente de carbono, nitrgeno,
y vitaminas. La glucosa es el hidrato de carbono fermentable, el
cloruro de sodio mantiene el balance osmtico y el fosfato disdico
otorga capacidad buffer. El agar es el agente solidificante. El
agar cerebro corazn mantiene los mismos principios que el caldo
para el cultivo de estreptococos y otras bacterias exigentes. Con
el agregado de 10% de sangre de caballo desfibrinada, fue utilizado
para el crecimiento de Histoplasma capsulatum y de hongos patgenos.
Por tratarse de un medio que contiene glucosa, no es un agar sangre
apropiado para la observacin de reacciones de hemlisis. Con el
agregado de 20 Ul de Penicilina y 40 g/ml de estreptomicina, se
utiliza este medio para el aislamiento de hongos patgenos.
Frmula (en gramos por litro) Instrucciones
Infusin de cerebro de ternera 200.0 Disolver 52 g de polvo en un
litro de agua destilada. Calentar a ebullicin hasta su disolucin
total. Esterilizar en
Infusin corazn vacuno 250.0 Peptona 10.0 Cloruro de sodio
5.0
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Glucosa 2.0 autoclave durante 15 minutos a 121C.
Fosfato disdico 2.5 Agar 15.0
pH final: 7.4 0.2
Siembra
De acuerdo a los fines de empleo.
Incubacin
El tiempo, la temperatura y la atmsfera de incubacin, sern las
ptimas y dependern del microorganismo que se est investigando.
Resultados
Microorganismos Crecimiento Aspergillus niger Bueno
Neisseria meningitidis Bueno Streptococcus pyogenes ATCC 19615
Bueno
Streptococcus pneumoniae ATCC 49619 Bueno
Caractersticas del medio
Medio preparado: mbar claro.
Agar Cetrimida.
Medio utilizado para el aislamiento selectivo de Pseudomonas
aeruginosa y de otras especies del gnero.
Fundamento
La frmula de este medio est desarrollada para favorecer la
seleccin de P. aeruginosa y estimular la formacin de pigmentos. Es
ste un medio muy semejante al King A, en el cual el cloruro de
magnesio y el sulfato de potasio promueven la formacin de
piocianina, pioverdina y piomelanina de P. aeruginosa. La cetrimida
es un detergente catinico que acta como agente inhibidor, libera el
nitrgeno y el fsforo de las clulas de casi toda la flora
acompaante, aunque inhibe tambin algunas especies de
Pseudomonas.
Frmula (en gramos por litro) Instrucciones Peptona de gelatina
20.0 Suspender 45,3 g del polvo por litro
de agua destilada. Agregar 10 ml de glicerina. Dejar reposar 5
minutos. Calentar agitando frecuentemente y hervir durante 1
minuto. Distribuir en tubos o frascos y esterilizar en autoclave 15
minutos a 121C.
Cloruro de magnesio 1.4 Sulfato de potasio 10.0 Agar 13.6
Cetrimida 0.3
pH final: 7.2 0.2
Siembra
En superficie, por inoculacin directa de la muestra o a partir
de un caldo de enriquecimiento Mc Conkey.
Incubacin
De 24 a 48 horas a 35-37 C, en aerobiosis.
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Resultados
Microorganismos Crecimiento P. aeruginosa ATCC 27853 Bueno -
excelente
E. coli ATCC 25922 Inhibido S. aureus ATCC 25923 Inhibido
Caractersticas del medio:
Medio preparado: mbar claro, opalescente con precipitado.
Agar Mac Conkey.
Este medio se utiliza para el aislamiento de bacilos Gram
negativos de fcil desarrollo, aerobios y anaerobios facultativos.
Permite diferenciar bacterias que utilizan o no, lactosa en
muestras clnicas, de agua y alimentos. Todas las especies de la
familia Enterobacteriaceae desarrollan en el mismo.
Fundamento
En el medio de cultivo, las peptonas, aportan los nutrientes
necesarios para el desarrollo bacteriano, la lactosa es el hidrato
de carbono fermentable, y la mezcla de sales biliares y el cristal
violeta son los agentes selectivos que inhiben el desarrollo de
gran parte de la flora Gram positiva.
Por fermentacin de la lactosa, disminuye el pH alrededor de la
colonia. Esto produce un viraje del color del indicador de pH (rojo
neutro), la absorcin en las col