laboratorio-microbiologias

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA

FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

GUÍA DE PRÁCTICA MICROBIOLOGÍA INDUSTRIAL

AUTORES: Dr. Ing. Raúl Omar Gallegos Jara Ing. Marcia Juana Quequezana Bedregal Ing. Karina Moran Medina

AREQUIPA – PERÚ 2014

PROLOGO

El Campo de la Microbiología en toda su magnitud es indispensable para el desarrollo de las ciencias de la salud humana y animal, para el desarrollo de la agricultura y para el ilimitado campo de los bioprocesos. Los microorganismos han demostrado ser un enorme potencial para la elaboración de infinidad de productos útiles al hombre, en la generación de procesos productivos con menor contaminación del medio ambiente y con consumos de energía muchos menores. Los microorganismos son objetos de manipulaciones genéticas para que puedan producir sustancias diversas de gran necesidad. Estos microorganismos pueden generar Enzimas que a su vez son empleados como biocatalizadores para los nuevos bioprocesos. El conocimiento de la microbiología se hace imperiosa para su aplicación a diversas disciplinas del saber humano. La presente Guía de Práctica se ha desarrollado con el objeto de poner al interesado en el conocimiento sistematizado sobre las técnicas básicas del manejo de Microorganismos en laboratorio para estudiantes de Ingeniería Química.

Los Autores

ÍNDICE

PROLOGO ÍNDICE Paginas. RECOMENDACIONES GENERALES… ............................................................................. 4 PRÁCTICA 1 : BIOSEGURIDAD; MICROSCOPIA ......................................................... 5 PRÁCTICA 2 : MICROSCOPIA; OBSERVACIÓN DE MICROORGANISMOS

IN

VIVO, COLORACION VITAL ................................................................ 12 PRÁCTICA 3 : PREPARACIÓN DE UN FROTIS BACTERIANO: COLORACIONES: SIMPLE Y DIFERENCIAL .......................................................................... PRÁCTICA 4 : COLORACIONES ESPECIALES: TINCION Y MORFOLOGIA DE HONGOS ............................................................................................... 27 PRÁCTICA 5 : EQUIPO Y MATERIAL DE LABORATORIO, ACONDICIONAMIENTO Y ESTERILIZACIÓN ................................................................................ PRÁCTICA 6 : PREPARACION DE MEDIOS DE CULTIVO ........................................ 43 PRÁCTICA 7 : SIEMBRA DE MICROORGANISMOS ................................................... 50 PRÁCTICA 8 : CARACTERÍSTICAS

CULTURALES:

MORFOLOGÍA

DE

COLONIAS…… ..................................................................................... 84 PRÁCTICA 9 : CURVA DE CRECIMIENTO MICROBIANO .......................................... 91 PRÁCTICA 10 : CONTEO DIRECTO DE CÉLULAS MICROBIANAS ............................. 98

BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 104

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Recomendaciones Generales

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

11. 12. 13. 14. 15.

16. 17. 18.

La hora de entrada tendrá 10 minutos de tolerancia, después de este tiempo, no se permitirá al acceso al laboratorio Al entrar al laboratorio, el alumno deberá ponerse la bata y abotonarla completamente, sólo podrá quitársela al salir de éste. Las mesas deberán estar siempre limpias y desocupadas, las mochilas deberán ser colocadas en los cajones de las mesas de trabajo. No comer ni fumar en el laboratorio, no introducirse ningún objeto a la boca. Recogerse el pelo para efectuar el trabajo de laboratorio. Limpiar y desinfectar el área de trabajo antes y después de usarla. No pasear entre las mesas del laboratorio, el trabajo deberá efectuarse sentado y en su equipo de trabajo. Hablar sólo lo necesario con los compañeros. Días antes de iniciar la práctica lea cuidadosamente que es lo que se va a realizar, si no entiende pregunte al profesor. Si hay necesidad de llevar material biológico para la realización de la práctica, es necesario conseguirlo de lo contrario la práctica se suspenderá para todo el equipo. El asa utilizada para el cultivo de microorganismos deberá esterilizarse en la flama del mechero, antes y después de su uso. Informe al profesor de cualquier accidente que ocurra. En caso de derramar material que contenga microorganismos, cúbralo con fenol o benzal y deje actuar diez minutos y de aviso al profesor. Todo el material que se va a incubar o desechar, debe colocarse en el sitio indicado por el profesor. Etiquete todo el material que va a incubar con los siguientes datos: equipo, grupo, fecha, nombre del material e iniciales del nombre del alumno. Después de la incubación es necesario la esterilización del material para eliminar microorganismos que pudieran hacernos daño a nuestra salud. Lávese las manos con agua y jabón antes de salir del laboratorio. Es obligación de cada equipo entregar todo el material limpio.

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PRÁCTICA BIOSEGURIDAD; MICROSCOPIA

I.

OBJETIVOS     

Aprender las normas básicas de bioseguridad en el laboratorio Identificar peligros y riesgos existentes en el laboratorio. Valorar la importancia de la bioseguridad en el laboratorio Identificar cada una de las partes del microscopio óptico, conocer su función y el cuidado de cada uno de ellas. Dominar el mecanismo de iluminación, la observación de una muestra con todos los objetivos.

II. MARCO TEORICO 2.1 BIOSEGURIDAD La bioseguridad es el conjunto de medidas preventivas de sentido común que tienen la finalidad de proteger la salud, la integridad física, la seguridad de las personas en un ambiente determinado, frente a diferentes riesgos biológicos físicos, psicológicos y mecánicos. 2.1.1 PRINCIPIOS BASICOS DE LA BIOSEGURIDAD Universalidad: se deben seguir las normas de bioseguridad rutinariamente en todas las situaciones que puedan dar origen a accidentes, estando o no previsto el contacto con sangre o cualquier otro fluido corporal. Estas precauciones deben ser seguidas en todo momento mientras se está dentro del laboratorio Precauciones estándar: comprende las medidas a tomar para evitar la contaminación de una persona, evitando la exposición directa a sangre y otros fluidos orgánicos potencialmente contaminantes, por ejemplo mediante el uso de barreras, es decir mediante la utilización de materiales adecuados que se interpongan al contacto de los mismos. La utilización de barreras por ejemplo guantes no evitan los accidentes de exposición a estos fluidos, pero disminuyen las consecuencias de dicho accidente

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2.1.2 PRECAUCIONES ESTANDAR -

Barreras de protección Lavado de manos Desinfección y esterilización. Manejo de objetos punzo cortantes. Manejo y eliminación de desechos Ventilación e iluminación adecuadas Limpieza y desinfección de ambientes

2.1.3 VÍAS DE CONTAMINACIÓN 1. La boca • Comer, beber y fumar en el laboratorio. • Realizar transferencias con pipetas sin utilizar ningún tipo de protección. 2. La piel • Cortaduras o rasguños. • Transferencia indirecta de microorganismos a través de los dedos o utensilios contaminados (lápices, bolígrafos, etc.). 3. Los ojos • Salpicaduras de materiales infecciosos. • Transferencia indirecta de microorganismos a través de los dedos contaminados. 4. Los pulmones • Inhalación de microorganismos transportados por el aire (aerosoles). 2.1.4 BARRERAS DE PROTECCION -

Lavado de manos (antes y después) Guantes Mascarilla o barbijo Mandil Gorro

2.1.5NORMAS DE BIOSEGURIDAD • • • •

•

Entrar al laboratorio en forma ordenada, dejar las carteras, libros y otros objetos personales en el lugar que se les indique para tal fin. Llevar puesto el mandil de laboratorio en todo momento, que debe permanecer completamente cerrado. Limpiar y descontaminar las superficies de trabajo, antes de comenzar y al finalizar la sesión práctica. Lavar las manos con agua y jabón: – antes de realizar las actividades programadas – antes de salir del laboratorio – después de usar materiales contaminantes. Recoger el cabello largo. 6

• • • •

Evitar desplazamientos innecesarios, movimientos bruscos. Hablar sólo lo indispensable. No comer, beber, fumar. Conocer el manejo de todos los equipos y reactivos a emplear antes de iniciar las actividades indicadas en la práctica. Si usted tiene alguna duda, diríjase al profesor. Usar mascarillas para casos indicados

2.2 MICROSCOPIA El microscopio permite la observación de estructuras muy pequeñas que no pueden ser vistas a simple vista. El poder de resolución de un microscopio está en relación inversa a la longitud de onda de la luz usada. 2.2.1.- PARTES DEL MICROSCOPIO COMPUESTO 1.

Parte mecánica: - Pie - Columna (pilar, charnela y brazo) - Tubo: Revólver - Tornillo macrométrico o sistema de movimiento rápido - Tornillo micrométrico o sistema de movimiento lento - Platina: Pinzas sujetadoras de láminas y mandos coaxiales - Subplatina: Pieza que asciende y desciende condensador, anillo porta filtros, diafragma iris y soporte para el espejo

2.

Parte óptica del Microscopio: - Oculares: lentes situados donde va del ojo del observador - Objetivos: lentes situados en el lado de la muestra Los objetivos traen impresas las siguientes características: o Magnificación: Ej. x 25 o Apertura numérica (A.N.): Ej. 0,45 o Cualidades de la lente: Ej. Plan cuando se refiere a un objetivo Planacromático o Longitud del tubo: Ej. 160 mm o Corrección de espesor de laminilla Ej. 0,17 mm o Aparato de iluminación. comprende: Espejo, Condensador, Diafragma

2.2.2.- USO DEL MICROSCOPIO COMPUESTO 1. El M.O. debe agarrarse siempre del brazo, nunca del tubo o platina porque deteriora el tornillo micrométrico. 2. Disponer el M.O. en una mesa horizontal y a una altura conveniente para observar sin fatiga Verificar que los oculares estén limpios y en posición correcta. 3. Cuando se observe preparaciones fijas, puede inclinar el tubo del M.O. para una mejor comodidad si se trata de Microscopios que no posean el sistema inclinado. Si se observan preparaciones frescas o”in vivo” debe mantenerse la platina horizontal. 4. Verificar que los objetivos en el revólver estén en orden progresivo de aumento. 5. Coloque el objetivo de menor aumento en el eje óptico girando el revólver hasta que haga “clik”. 7

6. Suba el condensador hasta que la lente superior este muy cerca de la platina y abra el diafragma totalmente. 7. Si el Microscopio tiene luz incorporada, encender el interruptor y si tiene espejo orientarlo hacia la ventana mejor iluminada o al fluorescente más cercano. 8. Observe por el ocular la iluminación del campo y trate de lograr la máxima luminosidad moviendo el espejo; luego, si es necesario baje ligeramente el condensador. 9. Colocar en la platina el preparado a estudiar, cuidando que la laminilla cubreobjetos quede hacia arriba, la etiqueta hacia la derecha del observador y que el preparado se encuentre entre el condensador y el objetivo; es decir, atravesado por los rayos de luz. Este desplazamiento se logra utilizando los mandos coaxiales. 10. Para iniciar la observación, emplee siempre el objetivo de menor aumento (panorámico ó 10X) y procure que la distancia objeto-objetivo sea la mínima (5 mm.), esto se logra bajando el tubo con el tomillo macrométrico y observando por un lado del Microscopio el descenso del mismo. Luego, observe por el ocular y simultáneamente suba al tubo con el tomillo macrométrico hasta enfocar el elemento en estudio, de inmediato utilice el tomillo micrométrico para dar nitidez a la imagen. Finalmente recorra la lámina con la ayuda de los mandos coaxiales para su observación integral, siempre utilizando el tomillo micrométrico para no perder la nitidez. Cuando se trate de Microscopios en donde la platina asciende al utilizar el tomillo macrométrico, la distancia objeto-objetivo debe ser de 1 a 1,5 cm. 11. Regular el diafragma iris hasta obtener las mejores condiciones de contraste. 12. El elemento que desee observar a mas aumento coloque en el centro del campo y cambie de objetivo girando el sistema de revólver, teniendo cuidado de girar el objetivo del siguiente aumento (45X) y NO el de inmersión. Ponga nítida la imagen únicamente con el tomillo micrométrico. Es importante tener en cuenta que para cambiar de un aumento a otro no debe manipularse con el tomillo macrométrico porque corre el riesgo de romper la lámina o la lente frontal del objetivo. 13. Para observar las estructuras con objetivo de inmersión, coloque el elemento seleccionado en el centro del campo y gire un poco el objetivo, de manera tal, que quede libre éste sector de lámina para que pueda colocarse una gota de aceite de inmersión. Luego, continúe girando el revólver hasta que el objetivo de inmersión (100X) contacte con la gota y encaje en el eje óptico; finalmente, observe por el ocular y aclare la imagen solamente con el tomillo micrométrico. Una vez terminada la observación limpie el objetivo de inmersión y la lámina con el campo ligeramente humedecido con alcohol isopropílico o metanol. 2.2.3.- AUMENTOS DEL MICROSCOPIO Y CÁLCULO APROXIMADO DE DIMENSIONES CELULARES 1. Para calcular el aumento del Microscopio, multiplique el aumento del objetivo por el del ocular. Ej.:

Objetivo 40X y Ocular 10X 40 x 10 = 400 aumentos

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2. Para el cálculo aproximado de dimensiones celulares, se debe conocer el diámetro del campo microscópico que varía de acuerdo al objetivo que se usa. Diámetro del campo microscópico Ocular

Objetivo

10X 10X 10X

10X 45X 100X

Diámetro del campo en micras 1500 400 150

Ejemplo: Si observamos una célula epitelial al Microscopio con objetivo 10X y ocular 10X, y si ésta ocupa la tercera parte del campo microscópico, concluiremos que la célula mide aproximadamente 500 micras; es decir, la tercera parte de 1500. 2.2.4.- CUIDADOS DEL MICROSCOPIO COMPUESTO 1. El Microscopio debe tomarse por el brazo, nunca por el tubo ó la platina, porque a la larga deteriora el tomillo micrométrico. 2. Los objetivos y oculares constituyen la parte más delicada del Microscopio, por lo que debe tenerse sumo cuidado en su uso. Así, el enfoque debe hacerse suavemente, evitando que la lente frontal del objetivo roce el cubre objetos. Por ninguna razón debe desmontarse los objetivos. El objetivo de inmersión no debe usarse en seco y debe quedar escrupulosamente limpio después de su uso, para lo cual use el “campo” ligeramente humedecido con alcohol isopropílico o metanol. 3. Al finalizar la observación microscópica, coloque el objetivo de menor aumento en el eje óptico dejando un espacio de 2 cm. entre éste y la lentilla del condensador, luego apague la luz.

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III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Proceda a enfocar una muestra, con objetivo 4X, 10 X, 40 X y 100X. Observe las diferencias en el campo óptico y el acercamiento.

IV. CUESTIONARIO 1. ¿Realice un dibujo del microscopio y señale sus partes?

2. ¿A qué se denomina campo óptico? Se denomina campo óptico al círculo visible que se observa a través del microscopio. También podemos definirlo como la porción del plano visible observado a través del microscopio. Si el aumento es mayor, el campo disminuye, lo cual quiere decir que el campo es inversamente proporcional al aumento del microscopio. Para medir el diámetro del campo del microscopio con cualquiera de los objetivos se utiliza el micrómetro, al que se hará referencia en el siguiente punto. 3. ¿Por qué decimos que nuestro microscopio tiene sistema parafocal? Se dice que es un microscopio parafocal porque es aquel en el cual la distancia de los objetivos a la laminilla ya esta calculada de modo que si necesitas cambiar al objetivo a una lente más potente este no chocará con la laminilla; si no es parafocal entonces es necesario subir el revólver. 4. ¿Qué es el poder de resolución? Poder de Resolución. Es la posibilidad de distinguir separados dos puntos muy cercanos entre sí. Cuanto mmayor sea el poder de resolución, menor será la distancia entre dos puntos a la cual pueden distinguirse como tales. La distancia límite en la cual dos puntos pueden ser todavía distinguibles se denomina Límite de Resolución. El poder de resolución de un microscopio compuesto depende de la longitud de onda de la fuente luminosa y de la apertura numérica (propiedad óptica de la lente). 5. ¿Qué entiende por bioseguridad? 10

Es cuando se tiene como objetivo proteger la salud y la seguridad del personal y de la comunidad frente a diferentes riesgos producidos por agentes biológicos, químicos.

6. Identifique 3 situaciones de peligro y 3 de riesgo en el laboratorio.

Situaciones de peligro:  Colocar nuestras cosas en las mesas sin haberlas desinfectado.  Manipular microorganismos o ácidos sin colocarse el mandil.  Trabajar con el cabello suelto en el laboratorio. Situaciones de riesgos  Que el laboratorio tenga instalaciones defectuosas.  Intoxicación por inhalar reactivos toxicos.  Inhalar microorganismos por haber abierto una placa lejos del fuego.

7. ¿qué barreras de protección debe tener en cuenta antes de empezar a trabajar?     

Colocarse el mandil antes de ingresar al laboratorio. Sujetarse el cabello en una cola o un moño de preferencia. Utilizar guantes si se va a trabajar con sustancias que pueden ser absorbidas por la piel. Utilizar mascarilla para evitar inhalar los microorganismos Utilizar gafas de protección para evitar el contacto de los ojos con el medio contaminado.

8. Cómo promovería la cultura de bioseguridad.

Colocando a una persona en la entrada del laboratorio encargada de revisar que nuestros compañeros tengan los implementos necesarios antes de ingresar al laboratorio. Colocando afiches con las normas necesarias en el laboratorio para recordarles siempre que precauciones deben tomar.

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PRÁCTICA MICROSCOPIA: OBSERVACIÓN DE MICROORGANISMOS IN VIVO, COLORACION VITAL

I.

OBJETIVOS

1) Conocer la morfología de organismos unicelulares. 2) Conocer los distintos métodos de observación de microorganismos “in vivo”.

II.

OBSERVACIÓN “IN VIVO” DE ORGANISMOS UNICELULARES

Indicaciones: 1. Ilumine correctamente su Microscopio, cuidando que la platina esté en posición horizontal. 2. Coloque la lámina porta objetos en su Microscopio. 3. Ponga una gota del agua estancada en el centro de la lámina de manera que la luz del Microscopio la atraviese. 4. Proceda a enfocar con menor aumento y observará que tiene exceso de iluminación y poca visión de la muestra corrija éste defecto bajando el condensador y cerrando un poco el diafragma iris. 5. Observará elementos fijos, con pocos movimientos y veloces que tienen características especiales y un fondo de partículas de tierra y cristales grises y oscuros. Pueden distinguirse: - Algas, como la espirogira, de color amarillento verdoso a manera de pequeñas escaleras en cuyo interior se observan los cloroplastos. - Diatomeas, de diferentes formas y tamaños, se las distingue porque son brillantes, amarillentas, poco móviles; van desde la forma de un barril pequeño hasta cigarros o prismas. - Parameccium, de gran movilidad, atraviesan raudamente el campo de observación. Son protozoarios que tienen forma ovoide, de zapatilla y se caracterizan por presentar su cuerpo rodeado de cilios. En su interior observar el núcleo y vacuolas. 12

-

También puede observarse a la stilonichia, más pequeña que el Parameccium y con un pelo o cerda en un extremo. - Algunas veces se visualiza a la Euglena Viridis, caracterizada por presentar un flagelo largo (Protozoario flagelado). - La ameba, difícil de visualizar por su transparencia, presenta pocos movimientos y se desplaza lentamente emitiendo pseudópodos en la superficie de su cuerpo. - También puede encontrar Vorticelas, tienen forma de cáliz, con un pedicelo largo y delgado, generalmente viven en colonias. La superficie del “cáliz” está rodeada de cilios. 6. Luego, coloque una gota de colorante vital (rojo neutro o azul de metileno) en su preparado y observe nuevamente los organismos unicelulares. 7. Haga un dibujo de lo observado y coloque los nombres correspondientes. Grafique la Observación y Resultados

Se realizo la observación de la levadura con colorante vital rojo neutro. Se observan la levaduras redondeadas, transparentes con algunas que están separadas y otras en mancha unidas

III. EXAMEN EN FRESCO DE MICROORGANISMOS 1. Examen en Fresco Es la forma más simple de realizar la preparación de un espécimen para su examen microscópico. Las preparaciones en fresco se utilizan para observar microorganismos vivos. Hay 2 tipos de técnicas: a. Preparación en fresco simple “entre porta y cubre”. Consiste en colocar una gota de líquido con los microorganismos sobre un porta objetos y luego cubrirla con un cubreobjetos. b. Gota pendiente Consiste en colocar una gota de líquido con microorganismos en un cubreobjetos y cubrirlo con un portaobjetos (de forma invertida) con una excavación central (portaobjetos excavados). Se debe sellar la preparación con vaselina alrededor de la excavación. La ventaja de esta preparación es que no se seca y puede ser observada durante un tiempo más largo.

2. Coloraciones Vitales Son los montajes de materia viva teñidos. Suelen utilizarse para ello, determinados colorantes (azul de metileno, rojo neutro) a muy baja concentraciones (1/1000, 1/10000). 13

Su objetivo es facilitar la observación, mediante el colorante de la morfología y la estructura bacteriana, pero sin provocar alteraciones celulares ni destruir la bacteria.

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL EXAMEN DE MICROORGANISMOS VIVOS Este examen permite observar microorganismos vivos, se realiza con la finalidad de observar caracteres de movilidad, morfología, agrupación, observación de huevos y quistes de parásitos. EXAMEN EN FRESCO Material - Microscopio - Láminas cubreobjetos - Láminas portaobjetos - Agua destilada - Asas de Kolle - Gérmenes varios - Muestras fermentadas - Cultivo de microorganismos Metodología - Si la muestra proviene de un líquido, con un asa de kolle se coloca una gota de líquido sobre un portaobjeto, sobre el que se coloca un cubreobjeto. - Si la muestra proviene de un cultivo sólido, se deposita primero una gota de suero fisiológico sobre el portaobjetos, para luego con la ayuda del asa de kolle realizar una suspensión y colocar un cubreobjetos. - Observar al microscopio con objetivo 40X. Grafique la Observación y Resultados

Observamos en el microscopio la alga a nivel___ celular logrando vislumbrar el nucleo de cada__ célula.___________ _____________________

COLORACIONES VITALES Estos tipos de exámenes pueden considerarse como preparaciones en fresco o como técnicas intermedias entre éstas y las preparaciones fijadas y coloreadas. Son montajes de materia viva teñidas. 14

Material. Microscopio, Láminas portaobjetos, a examinar, Cubreobjetos, Solución de azul de metileno (1/1000), Asas de platino, Gérmenes diferentes Procedimiento - Sobre el portaobjeto colocar una gota de colorante azul de metileno (l/l000). - Colocar una gota de la muestra a examinar y con ayuda de una asa de kolle mezclar. Seguir el procedimiento (muestra liquida o sólida). - Observar al microscopio con el objetivo de 40X. Grafique la Observación y Resultados __Protozoo_____________________________ __Protozoa_____________________________ __Foraminífera __________________________ __Observamos de diferentes tamaños al_____ __protozoo que se encontraba enrrollado____ _______________________________________ _______________________________________

V. CUESTIONARIO 

¿Qué ventajas y desventajas ofrece una preparación en fresco?

Ventajas:  Los microorganismos se pueden observar muy bien, incluso si estos se mueven.  Se observa también, la división celular, la formación de nuevas especies, etc.  La preparación es rápida y simple. Desventajas:  Hay muchos microorganismos que no se pueden visualizar.  No se pueden observar claramente los contrastes.



¿Qué ventaja presenta una preparación gota pendiente?

La ventaja de una preparación gota pendiente es que la muestra no se secará y podrá ser observada por un periodo de tiempo más largo. 

¿Realice un dibujo del microscopio y señale sus partes? 15

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PRÁCTICA PREPARACIÓN DE UN FROTIS BACTERIANO:

COLORACIONES: SIMPLE Y DIFERENCIAL

I.

OBJETIVOS . Observar células muertas en frotis seco y teñidas con diferentes procedimientos de coloración. II.

MARCO TEORICO Debido a que las bacterias y otros microorganismos son pequeños y su protoplasto posee un índice de refracción cercano al agua, se requiere generalmente tinciones biológicas para visualizarlos adecuadamente o demostrar el detalle de sus estructuras internas. Los colorantes están constituidos en su mayoría por el anillo bencénico, y difieren uno de otro en cuanto al número y disposición de estos anillos y a la sustitución de los átomos de hidrógeno por otras moléculas. Algunos de los grupos cromóforos más comunes hallados en los colorantes son: C=C, C=O, C=S, C=N, N=N, N=O, NO2. La intensidad de coloración de colorante es proporcional al número de radicales cromóforos del compuesto. 2.1.- COLORACIONES DIFERENCIALES PARED CELULAR El espesor oscila generalmente entre 0.150  m y 0.500  m de espesor, pudiendo incluso alcanzar 0.8  m (Lactobacillus). Las paredes de las células jóvenes son más delgadas que las células de cultivo antiguo. GRAMPOSITIVAS. La pared celular de las Grampositivas está constituida principalmente por cadenas de peptidoglucano, a menudo unidas por puentes peptídicos. Sin embargo estas células contienen también una gran cantidad de ácidos teicocos, polímeros de glicerol y ribitol unidos por grupos fosfato y aminoácidos como Dalanina o azúcares como la glucosa están unidos a los grupos glicerol y ribitol. GRAMNEGATIVAS. Presentan 3 capas de envoltura distintas, dispuestas de manera laxa, estas incluyen la membrana externa (ME), con voluta, arrugada con surcos u 17

ondulante, que contiene el antígeno o somático conocido como lipopolisacárido LPS, una capa densa intermedia, y la membrana plasmática interna. Un espesor de 0.0075  m.

2.2.- PREPARACIONES FIJADAS Y COLOREADAS Este tipo de preparaciones son las más frecuentes, tanto las obtenidas directamente a partir de muestras clínicas como las obtenidas a partir de desarrollo de cultivos. Los pasos a seguir para la realización de una preparación fijada y coloreada son: a. Confección del Frotis. Puede prepararse a partir de productos líquidos o sólidos. Producto líquido. Para preparar un frotis, se coloca sobre un portaobjetos de vidrio limpio y seco, una gota del material a estudiar y se extiende con ayuda del asa de platino. Cultivo en medio sólido. puede prepararse una suspensión del material en una gota de solución salina colocada previamente en el portaobjetos, extendiéndola con ayuda del asa de platino. b. Secado. Se dejará secar el frotis a temperatura ambiente. c. Fijación. La fijación tiene como objeto la inmovilización de las estructuras del material a estudiar en un estado lo más próximo posible al estado vivo. Consiste en una muerte rápida de los microorganismos, debida a la coagulación de las albúminas protoplásmicas. Existe un gran número de fijadores, tanto en forma simple (etanol, ácido pícrico). Las formas más habituales de fijación son: por el calor y alcohol en frío. d. Coloración. Es el proceso de coloración de los microorganismos. e. Lavado. Eliminación del exceso de colorante. f. Secado. Se secará la preparación al aire. CLASIFICACIÓN DE LAS COLORACIONES La clasificación de los colorantes es algo confusa, pero está basada en los cromóforos presentes. a. Según su estructura química. Pueden clasificarse como Ácido o Básico, término que no índica sus reacciones de pH en solución, sino, si una parte de la molécula es aniónica o catiónica.  Los colorantes básicos, tiñen estructuras de naturaleza ácida, como la cromatina nuclear de las células. Ej: Cristal violeta, Violeta de Genciana, Verde de Malaquita. Safranina.  Los colorantes ácidos, reaccionan con sustancias básicas, tales como estructuras citoplásmaticas, y como colorante de contraste. Ej: ácido pícrico. 18

 

Los colorantes neutros, cuando se asocia un colorante ácido con uno básico. Ej: Wright, Giemsa, Hematoxilina - Eosina. Los colorantes indiferentes, suelen ser insolubles en agua y solubles en alcohol. Ej: Sudán III.

CLASIFICACIÓN DE LAS TINCIONES a. Tinciones Simples. Son las que utilizan un solo colorante y permiten conocer la morfología y tipo de agrupación bacteriana. ejplo. Tinción azul de metileno, Tinción fucsina. b. Tinciones Diferenciales. Utilizan más de un colorante y sirven para poner de manifiesto las características de afinidad de los microorganismos por ciertos colorantes como; Tinción Gram, Tinción ácido-alcohol resistente. c. Tinciones Estructurales. Utilizan más de un colorante y sirven para poner de manifiesto estructuras bacterianas. como; Tinción de flagelos, Tinción de esporas, Tinción de cápsulas, Tinción de corpúsculos metacromáticos III.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 3.1. PREPARACIONES FIJADAS Y COLOREADAS Preparación del Frotis -

Flamee el asa para siembra hasta que se ponga al rojo vivo. Sostenga el asa inmediatamente arriba de la porción azul de la flama. Ponga el asa tan cerca de la posición vertical como sea posible. Déjela enfriar (cuente hasta 20). Tome una porción de la muestra que se va examinar, colocando el asa en posición plana en la superficie del líquido. Coloque el asa sobre el portaobjeto y aplánese ligeramente en el centro de éste (el portaobjeto deberá estar numerado). Sosteniendo todavía el asa aplanada sobre el portaobjeto muévala trazando una espiral del centro a la periferia. Debe dejar cierto espacio entre la muestra y cada uno de los 4 lados del portaobjetos. Flamee de nuevo el asa hasta que esté al rojo vivo para destruir cualesquiera bacterias que se encuentren en ella.

Fijación Confirme que el frotis se ha secado completamente al aire libre. Pase el portaobjeto tres veces a través de la llama del mechero de Bunsen, con la muestra hacia arriba. - Déjelo enfriar antes de aplicar la tinción. -

3.2. TINCIONES SIMPLES Material. Microscopio, Láminas portaobjetos, Azul de metileno (solución acuosa al 1%), Safranina (solución acuosa 1%), Asas de platino, Gérmenes diferentes, Aceite de inmersión, Xilol TINCIÓN DE AZUL DE METILENO 19

Las bacterias aparecen de color azul, aunque el grado de absorción del colorante por los diferentes microorganismos es variable, y algunas estructuras como las esporas absorben el colorante con dificultad son así fácilmente diferenciables. Procedimiento - Tome una lámina portaobjeto limpia, coloque una gota de agua destilada para hacer un frotis. - Con él esa tome una pequeña porción del cultivo en medio sólido y disuelva en la gota de agua (cuando el cultivo es medio liquido no necesita de agua). Los frótices que se obtengan no deben ser ni muy gruesos m muy finos. - Deje secar a temperatura ambiente o pasando por la llama suavemente para obtener la fijación del frotis. - Cubrir la preparación con el colorante (2 o 3 gotas) y se deja actuar de unos 5 minutos. - Lavar bien con agua corriente, evitando que el chorro de agua caiga directamente sobre el frotis, hasta quitar el exceso de colorante. - Secar al aire, a temperatura ambiente. - Observar al microscopio con lente de inmersión. (100X) y con aceite de inmersión. Grafique la Observación y Resultados

____________________________ ___ _ _ Estroptococos teñidos con azul de metileno Formando agrupaciones s __ ___

TINCIÓN DE SAFRANINA Las bacterias aparecen de color rojo. Procedimiento -

Tome una lámina portaobjeto limpia, coloque una gota de agua destilada para hacer un frotis. Con el asa tome una pequeña porción del cultivo en medio sólido y disuelva en la gota de agua (cuando el cultivo es medio liquido no necesita de agua). Los frótices que se obtengan no deben ser ni muy gruesos ni muy finos. Deje secar a temperatura ambiente o pasando por la llama suavemente para obtener la fijación del frotis. Cubrir la preparación con el colorante de safranina (2 ó 3 gotas) y se deja actuar de unos 5 minutos. Lavar bien con agua corriente, evitando que el chorro de agua caiga directamente sobre el frotis, hasta quitar el exceso de colorante. 20

-

Secar al aire, a temperatura ambiente. Observar al microscopio con lente de inmersión. (100X) y con aceite de inmersión.

Grafique la Observación y Resultados

cocos teñidos con safranina _ formando pequeñas agrupaciones de cada microorganismo_____________ _____

3.3. COLORACIONES DIFERENCIALES Material. Microscopio, Láminas portaobjetos, Set para la coloración de Gram, Asas de platino, Gérmenes diferentes, Aceite de inmersión, Xilol TINCIÓN GRAM El cristal violeta actúa como un colorante primario, que se une a la pared celular bacteriana luego de un tratamiento con una solución débil de iodo (Mordiente). Algunas bacterias debido a su naturaleza química de sus paredes celulares, poseen la capacidad de retener el cristal violeta, aún luego del tratamiento con un decolorante orgánico, tal como una mezcla de alcohol y acetona. Tales bacterias se denominan Grampositivas. Las bacterias Gramnegativas debido a su mayor contenido lipídico en su pared celular, pierden la coloración primaria del cristal violeta cuando son tratadas con el decolorante. El colorante secundario o de contraste utilizado es la safranina. Las bacterias Gramnegativas que han perdido el cristal violeta, aparecen rojas o rosadas vistas al microscopio, habiendo fijado la safranina como contracolor a sus paredes celulares. Las bacterias aparecen de color azul, aunque el grado de absorción del colorante por los diferentes microorganismos es variable, y algunas estructuras como las esporas absorben el colorante con dificultad son así fácilmente diferenciables.

Reactivos -

Solución de Cristal Violeta(Cristal violeta= 1.0 g, Alcohol 95º = 20 ml, Agua destilada csp=100 ml) Solución de Lugol (Yodo en cristales, 1.0 g, Yoduro de potasio= 2.0 g, Agua destilada= 100 ml) Decolorante (Acetona= 50 ml, Etanol= 50 ml) ó Etanol comercial Safranina ( Safranina= 0.25 g, Alcohol 95º= 10 ml, Agua destilada csp=100 ml) 21

Procedimiento - Coloque una asada de caldo nutritivo que contiene una mezcla de bacterias Grampositivas y Gramnegativas sobre una lámina portaobjeto limpia. - Deje secar a temperatura ambiente o pasando por la llama suavemente para obtener la fijación del frotis, con la finalidad de que el material no sea arrastrado durante el proceso de tinción. - Colocar el preparado sobre un soporte de tinción y cubrir la superficie con solución de cristal violeta por 1 minuto. Lavar bien con agua de caño. - Cubrir el preparado con Iodo de Gram durante 1 minuto. Lavar con agua. - Sostener el portaobjeto entre el pulgar y el índice y bañar la superficie con unas gotas del decolorante acetona-alcohol hasta no arrastrar más colorante violeta. Se requiere unos 10 segundos más o menos. También puede utilizar etanol comercial como decolorante , en este caso dar más tiempo aproximadamente 1 minuto. - Cubrir la superficie con la safranina durante 1 minuto. Lavar con agua de caño. - Secar al aire, a temperatura ambiente. - Observar al microscopio con lente de inmersión. (100X) y con aceite de inmersión. Grafique la Observación y Resultados

___gramnegativas______ __________ ___bacilos ______________________________ __al ser gram negativos estos bacilos se han ___teñido con la safranina____ _ ___ __

__grampositivas _______________________ __cocos y estafilococos ___________________ __al ser grampositivos los estreptococos y los __cocos se han teñido con el azul de metileno_ _

__gram positivas y gram negativas____________ __estafilococos y bacilos _____________ ______ _____________________________________ __ __de esta imagen podemos deducir que los ___ __estafilococos son gram positivos y los bacilos ___son gram negativos _____________________

22

IV.

CUESTIONARIO

1 ¿Qué es un colorante y cuáles son sus propiedades? Un colorante es una sustancia orgánica con afinidad a los tejidos celulares. Estos pueden ser positivos (el azul de metileno, el cristal violeta, la safranina) o negativos (eosina, la fucsinaacida y el rojo Congo). Propiedades:  Absorben longitudes de onda.  Cambian de color con el pH.  Cambian de color con la luz.

2 ¿Por qué se le llama a un colorante ácido o básico? Colorante ácido, son los colorantes negativos, como el rojo Congo, que reaccionan en medios ácidos positivos. Colorante básico, son los colorantes positivos, como el azul de metileno, que reaccionan en medios básicos negativos.

3 ¿A qué se debe la afinidad que tiene un colorante por la bacteria? La afinidad entre un colorante y una bacteria se da por un compuesto mordiente que se une a los puentes hidrógeno de a la pared celular bacteriana.

4 ¿De qué manera influye el pH en la coloración? El pH influye en la coloración porque determina la carga de la pared celular de los microorganismos; logrando una tinción negativa o positiva.

5 ¿Por qué es necesario utilizar métodos de tinción para visualizar a las bacterias? Porque las bacterias no pueden ser observadas en microscopios ópticos comunes sin una tinción especifica; es por eso que se utilizan los métodos de tinción

6 Escriba la estructura del azul de metileno y safranina

23

Azul de metileno

safranina

7 Mencione 4 microorganismos que tengan la forma de bacilos    

Bacilo de Eberth: S. typhi Bacilo de Nicolaier: Tetano Bacilo de Hansen: M. leprae Bacilo de Klebs-Löffler: C. diphtheriae

8 Mencione 4 microorganismos que tengan la forma de espirales    

Treponema pallidum Helicobacterpilori Borreliarecurrentis Borreliaburgdorferi

9 Dibuje los componentes de la pared celular de los microorganismos grampositivos y explique la función que cumple cada uno de ellos.

24

10 Dibuje los componentes de la pared celular de los microorganismos gramnegativos y explique la función que cumple cada uno de ellos.

11 Explique el fundamento de la coloración de Gram y esquematice.

La tinción de Gram es uno de los métodos más importantes en el laboratorio bacteriológico. Se realiza de la siguiente manera: el Frotis fijado con calor se tiñe 1 min con Violeta Cristal, se lava con agua, se cubre con solución Yodada durante 1 min y se lava nuevamente con agua, decoloramos con mezcla alcohol etílico/acetona. Escurrimos y cubrimos con Safranina (color de contraste) durante 20 segundos; lavamos, secamos y ya está listo para ser observado en el microscopio.

12 ¿A qué se denomina mordiente y mencione tres ejemplos?

25

Los mordientes son compuestos que sirven para fijar colores, intensifican la tinción porque aumentan la afinidad de la célula por el colorante. Ejemplos:  Lugol  Ácido tánico  Oxido de cromo

13 Mencione tres razones por las que un microorganismo grampositivo se observa gramnegativo.   

Por un contacto corto entre la muestra y el tinte. Por no colocar la cantidad de mordiente necesario. Por la mala manipulación de la muestra al momento del flameo dejándola aún húmeda.

14 Dibuje la estructura del colorante cristal violeta

15 Mencione tres microorganismos (género) que sean cocos grampositivos, bacilos, grampositivos, cocos gramnegativo y bacilos gramnegativos.

cocos

bacilos

Gram positivos  Pediococus  Stomatococus  Lactococus  Bacilluscereus  Bacillusanthraco  Clostridium

Gram negativos  Neisseriagonorrhoeae.  Neisseriameningitidis.  Moraxellacatarrhalis  Campylobacterjejuri  Shigella  Campylobactercoli

26

PRÁCTICA COLORACION ESPECIAL: TINCION Y MORFOLOGIA DE HONGOS

I.

OBJETIVOS -

Distinguir las características macroscópicas y las estructuras microscópicas de los Aspergillus, Penicilium y Rhizopus Conocer mediante las características macroscópicas y microscópicas las especies de Aspergillus, Penicilium y Rhizopus Conocer la aplicación de los géneros Aspergillus, Penicilium y Rhizopus en la industria.

II. MARCO TEÓRICO 1. ASPERGILLUS A. CARACTERISTICAS MICROBIOLOGICAS Características morfológicas del hongo: tamaño y forma de las cabezas conidiales, Morfología de los conidióforos, fiàlides y metulas, y en la presencia de células de Hulle y de esclerocios. En la siguiente figura se muestra las principales estructuras morfológicas del género Aspergillus:

B. ETIOPATOGENIA

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Se origina por hongos omnipresentes y oportunista que vive como saprofitos en el suelo, vegetales en descomposición, cualquier tipo de materia orgánica como pintura fresca, alimentos enlatados abiertos, ropa vieja, recipientes con agua sin usar, reactivos químicos, paredes de refrigeradores, sistemas de ventilación, cuartos de hospital, lentes de contacto blancos, en las capas altas de la atmosfera. Las especies que actúan como patógenos son termotolerantes. Tras la exposición a grandes cantidades de conidios, penetran por inhalación o se instalan de manera saprofitica en una cavidad pulmonar de cualquier origen, como cavernas por TBC. C. APLICACIONES INDUSTRIALES En la producción de enzimas que se emplean en la industria molinera y panadera: ALFA y BETA-AMILASA. El nombre de diastasas corresponde a un sinónimo de las amilasas, aunque se usa Principalmente para designar la alfa-amilasa, que se extrae de cereales. Origen de alfa-amilasa'. Fúngico (Aspergillus oryzae), de cereales y del páncreas. En la producción de enzimas que se aplican en la industria de alimentos azucarados. INVERTASA O SACARASA. Origen y acción'. La hidrólisis de la sacarosa en glucosa y fructosa (azúcar invertido) puede ser realizada por dos enzimas: la betafructosidasa, que actúa sobre el extremo fructosa de la molécula de sacarosa, y la alfa-glucosidasa, que la ataca por el extremo de la glucosa. Actualmente, se entiende generalmente por "invertasa" la beta-fructosidasa, que es producida por levaduras (Sacaromyces cerevisiae, Candida), mientras que la alfaglucosidasa constituye preferentemente las invertasas intestinales y de hongos (Aspergillus oryzae).Rango de pH: 4-6. La aplicación de enzimas en los detergentes Las enzimas optimizan la eficiencia de los detergentes, a la vez que permiten el trabajo de limpieza a bajas temperaturas y períodos más cortos de lavado. Las enzimas usadas en los detergentes de lavado de ropa actúan sobre los materiales que constituyen las manchas, facilitando la remoción de estos materiales y de forma más efectiva que los detergentes convencionales. •

Lipasas: Las lipasas deben mezclarse con los lípidos para romperlos por hidrólisis, pero las lipasas son solubles en agua y los lípidos son insolubles en agua. Por lo tanto, la hidrólisis sólo ocurre en la interfase entre la gota lipídica y la fase acuosa, lo que causa que la reacción sea relativamente lenta e inefectiva. Se busca desarrollar lipasas que permitan la remoción de manchas de grasas a bajas temperaturas de lavado. Una combinación de búsqueda y manipulación genética ha conducido a la introducción reciente de lipasas en los jabones en polvo. Un ejemplo es la lipasa Hamicola , que se logró producir en Aspergillus otyzae y que se conoce como "Lipolasa".

Preparativos de celulasas comerciales y aplicaciones en procesos extractivos Extracción de aceite. El uso de algunos preparados celulolíticos en el proceso de extracción ha tenido un efecto positivo sobre el rendimiento de la extractabilidad del aceite. El efecto de un preparado 28

enzimático producido por Aspergillus fumigatus fue evaluado sobre la extracción del aceite de soya. En condiciones óptimas, el contenido de aceite de soya extraíble (24.9 % en base seca) y el porcentaje de recuperación del aceite de soya (99 %). El efecto de una enzima cruda obtenida de Aspergillus fumigatus, con actividad mixta principalmente celulasa, hemicelulasa, quitinasa, xilanasa, pectinasa y proteasa; sobre el rendimiento en la extracción de aceite a partir de las semillas de ajonjolí, de cacahuate y de girasol. Los niveles de porcentaje de aceite extraído fueron de 51.4 a 56.7 % para el aceite de ajonjolí, de 51.0 a 53.2 % en el caso del aceite de cacahuate y de 55.3 a 57.1 % Extracción de colorantes. La extracción de colorantes es otra aplicación atribuida a algunos preparados enzimáticos. Extracción de antioxidantes con preparados enzimáticos con actividades mixtasmixtas El preparado enzimático comercial Grindamyl pectinasa, con actividad mixta principalmente pectinasa, pero ambién celulasa y hemicelulasa, producido por Aspergillus niger, no sólo fue efectivo al aumentar la extracción de los fenoles debido a la degradación de los polisacáridos (celulosa,.hemicelulosa y pectina) que constituyen la pared celular de la cascara de uva, sino que mejoró también la actividad antioxidante de los extractos fenólicos

2. PENICILLIUM Las especies de Penicillium son reconocidas por su denso cepillar como las estructuras del espora-cojinete. Los conidióforos son simples o ramificados y son terminados por los racimos de fíales en forma de botella. Las esporas (conidios) se producen en cadenas secas de las extremidades de los fialides, con la espora más joven en la base de la cadena, y son casi siempre verdes. La ramificación es una característica importante para identificar especie del penicillium. Algunos son no ramificado y llevan simplemente un racimo.de fialides en la tapa del estípite. Otros pueden tener un racimo de ramas, cada cojinete un racimo de fialides. Un tercer tipo tiene ramas el llevar de una segunda pedido de ramas, llevando alternadamente un racimo de fialides. Estos tres tipos de sistemas del cojinete de la espora (penicilli) se llaman monoverticillate, biverticillate y terverticillate respectivamente. Colonias de crecimiento rápido, vellosas, aterciopeladas, verdosas con una corona radial ancha y blanca, a 25 °C (no crecen o crecen pobremente a 37 °C) (Figura 66). Puede haber gotas de exudado sobre la superficie de la colonia. Reverso habitualmente amarillento o cremoso. Esporulación abundante. Olor aromático, especiado o afrutado (a manzanao a pina).

ECOLOGIA El Penicillium es género grande y difícil encontrado casi por todas partes, y generalmente el género más abundante de hongos en suelos. La ocurrencia común de la especie del Penicillium en alimento es un problema particular. Unas ciertas especies producen las toxinas y pueden hacer el alimento no comestible o aún peligroso. Es una buena práctica desechar los alimentos que demuestran el desarrollo de cualquier moho. Se le encuentra en el polvo doméstico, en los edificios húmedos y mohosos donde deteriora diferentes materiales de construcción, entre los que resaltan el papel de decoración (crece bien en la cola empleada para su adhesión a las paredes). No muestra una notable variación 29

estacional. Las máximas concentraciones de conidios en el aire se alcanzan en invierno y primavera (mayores en las áreas urbanas que en las rurales). APLICACIONES DEL PENICILLLIUM Por otra parte unas ciertas especies de Penicillium son beneficiosas a los seres humanos. Los quesos tales como Roquefort, Brie, camembert, Stilton, etc. se maduran con la especie de Penicillium y son absolutamente seguros de comer. La cepa de Penicillium notatum aislada por A. Fleming producía 2 mg de penicilina por cada litro de cultivo, posteriormente se encontró que otros Penicillium eran mejores productores de penicilina y se eligió a Penicillium chrysogenum como cepa súper productora de este antibiótico. Finalmente, la selección de sucesivos mutantes súper productores y la mejora en las técnicas de fermentación realizadas por la industria biotecnológica han hecho que actualmente se obtengan 20 g/L de penicilina Se le emplea en la producción de algunos alcaloides como la roquefortina C, meleagrina y chrisogina. Incluye las siguientes especies:  Penicillium bilaiae > Penicillium camemberti, que es usado para producir los quesos camembert y brie. > Penicillium candida, ídem. > Penicillium glaucum, que es usado para producir queso gorgonzola. > Penicillium marneffei, que desarrolla una micosis sistémica emergente que afecta a roedores y humanos, especialmente a personas inmunodeprimidas, conocida como penicilioisis > Penicillium notatum, que es usado para producir la penicilina. > Penicillium purpurogenum > Penicillium roqueforti, que es usado para producir los quesos roquefort, danish blue y recientemente también gorgonzola

III. PROCEDIMENTO A. • • • •

MATERIAL Asa de kolle KOH al O% Mechero Azul de lactofenol • Láminas portaobjetos • Láminas cubreobjetos • Microscopio

30

B. MATERIAL BIOLOGICO • •

Cultivo de Aspergillus flavus Cultivo de Aspergillus niger • Cultivo de Aspergillus fumigatus • Cultivo de Penicillium

C. REACTIVOS C.l. Hidróxido de potasio al 10% KOH 10 g Agua destilada 100 ml C.2. Azul de lactofenol. Fenol Ácido láctico Glicerol Agua destilada

20 g 20 g 40 ml 20 ml

Disolver los componentes antes mencionados y después se agrega el colorante. Se puede emplear cualquiera de los siguientes: Azul de algodón 0.05g Azul de metileno 0.05 g Azul de cotton de Perrier 0.05 g 1. EXAMEN DIRECTO CON KOH 10% Se realiza a partir del esputo, membranas expectoradas o fragmentos de tejido que se obtienen por broncospia. Se encuentran filamentos hialinos, largos, sinuosos y ramificados de 3 a 4 de diámetro. En los aspergilomas puede observarse masas de filamentos con sus cabezas aspergilares. Se puede trabajar a partir del cultivo, con la finalidad de observar sus estructuras que permitan identificar el género. • Colocar una gota de KOH al 10% en un portaobjeto y mezclar con una pequeña cantidad del material a examinar (micelio aéreo proveniente del cultivo). • Colocar un cubre objeto (18 x 18 mm) sobre la gota. • El hidróxido de potasio actúa disolviendo la queratina e intensificando el contraste de las estructuras fúngicas con otros materiales presentes en este preparado microscópico. • Examinar microscópicamente en busca de hifas u otras estructuras nicóticas. 2. CULTIVOS Se realiza en los medios habituales sin cicloheximida, Agar Sabauraud. Las colonias crecen con rapidez, son de color blanco y por la producción de esporas se tornan de diferentes colores. La superficie es aterciopelada o pulvurulenta. Estos hongos se diferencian por el aspecto y pigmentación de la colonia. 2.1. AGAR SABOURAUD FUNDAMENTO 31

Es un medio recomendado para el aislamiento de hongos, particularmente a aquellos asociados a infecciones dermatológicas. Su bajo pH inhibe el desarrollo de muchas bacterias contaminantes que pueden estar presentes en la muestra.

B. COMPOSICION

C. PREPARACION

32

IV. RESULTADOS B. ASPEGILLUS NIGER

Caracteres Macroscópicos  Color: verde, pardo, amarillo, blanco, gris y negro.  Cuatro forma: globosa, radiada, columnar o claviforme.  Tamaño y dimensiones.  Textura de las esporas

Caracteres Microscópicos  Conidióforos hialinos.  Pigmentados, lisos y de pared gruesa.

B. ASPERGILLUS FUMIGATUS

Caracteres Macroscópicos Caracteres Microscópicos  Micelio aterciopelado o pulverulento y  Conidiófora de color blanquecino que va cambiando  Vesícula globosa a grisáceo o verde oscuro.  Conidios globosos y rugosos  Reverso blanco o marrón rojizo.  Algunas cepas presentan micelio blanco puro y se mantienen con este aspecto incluso cuando el hongo madura.

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C. ASPEGILLUS FLAVUS

Caracteres Macroscópicos  Coloracion azul

Caracteres Microscópicos  Conidiófora hialina  Vesícula globosa  Conidios globosos

D. PENICILLIUM

Caracteres Macroscópicos  Tamaño grande y mediano  Consistencia viscosa  Superficie brillante, lisa, granular, rugosa, aterciopelada, terrosa, algodonosa.

Caracteres Microscópicos  Estructuras unicelulares  Multiples filamentos o hifas

3. RHYZOPUS Las especies del Rhizopus son hongos filamentosos cosmopolitas encontrados en suelo, fruta que se decae y las heces del vehículo, animales, y el viejo pan. En ciertas especies del Rhizopus son causas ocasionales del zygomycosis (phycomycosis). Pueden causar infecciones serias (y a menudo fatales) en seres humanos y animales debido a su tarifa de crecimiento rápida. En ciertas especies son patógeno de la planta, y uno, oligosporus del Rhizopus, se utiliza en la producción del tempeh, un alimento fermentado derivado de las sojas. 34

Las especies del Rhizopus producen las esporas de dos diversas maneras. Los sporangiospores son el interior producido a pinhead-como la estructura, el esporangio, y son genético idénticos a su padre, los zygospores se producen después de que dos mycelia se fundan durante la reproducción sexual, y dan lugar a las colonias que pueden ser genético diferentes de sus padres.

EL GÉNERO MUCOR Se caracteriza por no formar estolones ni rizoides. Por estos motivos, sus especies invaden lentamente los medios de cultivo. EL GÉNERO RHYZOPUS Posee estolones y rizoides, razón por la cual invaden rápidamente los medios de cultivo. En este Género los esporangióforos nacen en los nudos de los estolones, o sea sobre los rizoides. EL GENERO ABSIDIA Los esporangióforos derivan internodalmente de segmentos de hifas entre rizoides.

APLICACIONES INDUSTRIALES Importancia económica, síntesis de productos industriales: producción de ácidos láctico, cítrico, succínico, oxálico, etc. Y alimentos populares orientales: su-fu y tem-pe Mucor racemosus: Se presenta en dos formas según el medio en que se desarrolle. Una forma típica o filamentosa, en medios sólidos y otra forma atípica o levaduriforme que por lo general aparece en los medios líquidos y que es aprovechada en la industria para obtener etanol por fermentación de mostos azucarados, en cambio, la forma típica se usa para obtener enzimas (amilasas). Mucor rouxil: Hidroliza el almidón posteriormente y posteriormente fermenta los azúcares formados en la hidrólisis anterior produciendo etanol en forma lenta, por lo cual es conveniente sembrar una levadura a las 24 horas de desarrollo de Mucor para facilitar la fermentación alcohólica. Esto es en síntesis lo que se conoce con el nombre de proceso amilo. La forma típica se emplea para la fabricación de amilasas. Rhyzopus nigricans: Es un hongo de bajo poder amilolítico, puede hidrolizar el almidón y producir etanol, pero en menor proporción que otras especies, por lo cual no se lo aplica en la industria de fermentación alcohólica, en cambio, en los últimos años se A. CULTIVOS 35

Se realiza el cultivo en Agar Sabauraud. Se deja a temperatura ambiente. Las colonias sospechosas son aquellas que producen colonias de muy rápido crecimiento, son vellosas o algodonosas y empujan la tapa de la placa petri. • Inicialmente son blancas pero cambian a gris, marrón o negro con la madurez a medida que se forman esporas. B. OBSERVAR a. RHYZOPUS

Caracteres Macroscópicos  Color pardo oscuro  Esporangios esféricos negros  Esporangios poras negras  Colonias algodonosas

Caracteres Microscópicos  esporangióforos sin ramificar  rizoides bien desarrollados  Abundantes rizoides y zigosporas esféricas de pared  Clamidosporas ausentes.

b. MUCOR

Caracteres Macroscópicos  Presenta colonias  Apariencia algodonosa  Presenta una altura de varios centímetros  Color castaño grisáceo

Caracteres Microscópicos  Presenta columella elipsoidal y globosa en esporangios de color café grisáceo.  Esporangios sin ramificar  Tallos cortos ramificados  Las esporangiosporas de pared lisa y elipsoidales

36

c. ABSIDIA

Caracteres Macroscópicos  Hifas de color verde  Presentan esporangioforospiriformes

Caracteres Microscópicos  Presentan hifas(estructuras cilíndricas).  Las hifas estan en sus ápices

V. CUESTIONARIO 1.

¿Dibuje e indique las partes del Aspergyllus?

2.

Mencione las enfermedades producidas por el género Aspergillus El Aspergillus es un hongo oportunista y uno de los que toma ventaja de personas inmunocomprometidas. Entre las patologías más frecuentes se encuentran:  Aspergilosis pulmonar invasiva: especialmente importante en inmunosuprimidos.  Onicomicosis: enfermedad de las uñas.  Otomicosis: enfermedad principalmente del oído externo.  Sinusitis alérgica.

3.

Mencione 4 diferencias entre cada especie de Aspergillus (Macroscópicas y microscópicas) Dibuje.

37

ASPERGILLUS NIGER Macroscópicas:  Lanoso  Color negro  Blanco amarillento el reverso

Microscópicos:  FialidesBiseriadas que cubren completamente la vesícula  Conidióforo largo y liso

ASPERGILLUS FUMIGATUS Macroscópicas:  Aterciopelado o aspecto de polvo  Color blanquecino, cambia a verde oscuro o gris  Blanco o marrón rojizo el reverso

Microscópicos:  Conidióforo cortó menor a 300 micras  Fialidesuniseriadas sobre el tercio superior de la vesicula, paralelos al eje del conidioforo

ASPERGILLUS FLAVUS Macroscopicas:  Aterciopelado  Color amarillo verdoso o marrón el micelio  Reverso blanco a marrón rojizo

Microscópicas  Conidióforo de longitud variable y rugoso.  Fialidesuniseriadas o biseriadas que cubren completamente la vesicula

38

4.

¿Cómo diferencia el género Aspergillus del Penicilium?

5.

Indique Ud. 4 aplicaciones del Aspergillus    

6.

Indique Ud. 4 aplicaciones del Penicillium    

7.

Producción ácido cítrico. Producción de enzimas con el A. niger Producción de ácidoglucónico Fermentación del te

Penicilliumcamemberti, maduración del queso Camembert Penicilliumnotatum, producción de penicilina Penicilliumroqueforte, maduración del queso Roquefort Penicilliumpurpurogenum,producción ácidos cítrico y glucónico.

¿Qué es una enzima? Una enzima es una proteína que cataliza reacciones químicas cuando estas son termodinámicamente posibles; es decir, hacen que las reacciones que tienen una velocidad de reacción lenta se den con mayor rapidez para obtener los mismos resultados en menos tiempo.

8.

Dibuje e indique las partes del Penicillium 39

9.

Mencione Ud. Cuáles son las características macroscópicas del Penicillium     

Es blanco y contiene vellos. Algunos no son ramificados. Contiene esporas de color verde, azul verdosa, amarillas. Los conidióforos son simples o ramificados. La superficie de la colonia es algodonosa aterciopelada o pulverulenta.

10.

¿Cuál es la estructura básica de la Penicilina?

11.

¿Cuáles son los hongos que pertenecen a los Zygomycetes? Los hongos que pertenecen a los Zygomycetes son:  Cunninghamella  Mucor  Mortierella  Rhizopus  Absidia  Zygorhynchus 40

12.

¿Cómo sospecha Ud. Que el hongo que ha desarrollado en su placa de cultivo se trata de un Zygomycete? Porque la placa petri presenta coloración verde con borde blanco, y porque al observar al microscopio se ve un talo constituido por un micelio desarrollado de hifas cenocíticas, la mayoría con un micelio reducido y en algunos casos con septos.

13.

Dibuje e indique las partes de los Zygomycetes

14.

Indique Ud. ¿Cuáles son las diferencias que permiten identificar un Mucor, Rhyzpopus y una Absidia? Rhizopus se diferencia porque el reservo de su colonia es blanco grisáceo y sus hifas son aceptadas. Mientras que en el género Mucorhay presencia de estolones y rizoides, asi como esporangioforos no ramificados. Y en el géneroAbsidia porque en este los esporangioforos nacen en los entrenudos de los estolones, sobre la parte arqueada de los mismos y no sobre los rizoides.

15.

¿Qué enfermedades producen estos hongos? Mucormicosisrinocerebral: diabetes mellitus mal controlada, estos pacientes presentan desnutrición, fallos renales, alteraciones nerviosas y visuales además de deshidratación e hipertermia. Mucormicosis pulmonar: leucemia, los macrófagos alveolares no eliminan las esporangiosporas que llegan hasta vías respiratorias inferiores. Los pacientes presentan tos productiva y en algunos casos hemoptisis, 41

hipertermia, dolor pleural intenso, disnea. Mucormicosis digestiva: Se presenta en pacientes con desnutrición de II o III grado. Los pacientes con estos grados de desnutrición presentan con gran frecuencia parasitosis intestinales asociadas que pueden favorecer la invasión del hongo en el tejido del tubo digestivo. Mucormicosis cutánea:se presenta en quemaduras o abrasiones extensas de la piel. Los mucorales presentes en el ambiente pueden desarrollarse en la superficie de la lesión formando colonias superficiales. 16.

Mencione Ud. 5 aplicaciones Industriales de estos hongos 

Para la fabricación de ácido fumárico,el Rhizopusstolonifer(el moho negro del pan).



Durante un proceso intermedio, en la fabricación de la cortisona; Rhizopusstolonifer(el moho negro del pan).



Para producir grandes cantidades de alcohol, Rhizopusoryzae.



Producen una amilasa que se usa en la fermentación alcohólica cuando crecen sobre salvado caliente de trigo o de arroz, especies fúngicas. Para fabricación de pegamento líquido, proteasas que se obtienen de hongos.



42

PRÁCTICA EQUIPO Y MATERIAL DE LABORATORIO; ACONDICIONAMIENTO Y ESTERILIZACIÓN I.

OBJETIVOS

1) Dar a conocer al estudiante las técnicas para el acondicionamiento y esterilización de materiales y equipos más empleados en un laboratorio de microbiología industrial. 2) Ejecutar con habilidad y destreza el acondicionamiento de materiales para el análisis microbiológico. 3) Justificar la importancia de los métodos de esterilización para el control microbiológico de los alimentos. II.

MARCO TEÓRICO

El acondicionamiento de los materiales así como la esterilización de los mismos es el primer paso en el control microbiológico de los alimentos, pues de él dependerá el éxito del análisis. 2.1.- METODOS DE ESTERILIZACION POR CALOR El calor actúa desnaturalizando y coagulando las proteínas. 2.1.1.- ESTERILIZACIÓN POR CALOR SECO Se requiere temperaturas elevadas y un periodo más prolongado de calentamiento que la esterilización con vapor. Su uso está limitado primariamente a la esterilización de material de vidrio y aquellas sustancias que sean impermeables al vapor. El mecanismo por el cual los organismos son destruidos se basa en los efectos letales del calor seco debido a la desecación en general, lesión por oxidación y efectos tóxicos de los niveles de electrólitos. En ausencia de agua, disminuye el número de grupos polares de la cadena peptídica y se requiere más energía para abrir las moléculas, de allí la aparente mayor estabilidad del organismo. 43

Se emplea el horno o estufa de esterilización, en la que se aplica una temperatura de 160-170ºC durante 1 hora. a) Flameo o Llama Directa. Consiste en exponer los materiales a esterilizar (asas y agujas de kolhe, espátulas, pinzas, tijeras, etc.) al contacto de la llama de un mechero para eliminar rápidamente los microorganismos del entorno; Ejemplo: mechero de Bunsen. b) Aire Caliente. Para ello se utiliza un horno bacteriológico u horno Pasteur, donde se esteriliza el material a temperaturas de 170º-180ºC por 2 horas. Es generalmente empleado para esterilizar material de vidrio. 2.1.2 ESTERILIZACIÓN POR CALOR HÚMEDO Se usa el vapor, tanto porque las bacterias se mueren más rápidamente cuando se encuentran húmedas como porque el vapor proporciona un medio de distribuir el calor uniformemente en todas partes del recipiente de esterilización, el vapor debe conservarse a una presión de 1000g/cm3 sobre la presión atmosférica para obtener una temperatura de 121ºC. Se produce también rupturas de cadena única en el ADN, y la pérdida de la viabilidad de las células expuestas a calor leve puede correlacionarse con la introducción de estas rupturas. La lesión de ADN parece ser enzimática, como resultado de activación o liberación de una nucleasa. El calor produce también una pérdida de la integridad funcional de la membrana y filtración de pequeñas moléculas y material absorbente de 260 nm. Este material es de origen ribosómico y aparentemente es resultado de la degradación de los ribosomas por ribonucleasas activadas por el tratamiento con calor. Existe también degradación del ARN ribosómico y la pérdida de viabilidad de las células expuestas a temperaturas elevadas. a) Por Ebullición. Se coloca el material a esterilizar en agua hirviendo (100ºC) por 15-35 minutos. b) Vapor de agua sin Presión. Se coloca el material a esterilizar a la acción del vapor de agua y a temperatura no mayor de 100ºC; para ello puede hacer uso del autoclave con la espita abierta. Se utiliza para materiales termolábiles como es el caso de algunos medios de cultivo. c) Vapor de agua con Presión. Se realiza en un autoclave a 15 libras de presión y 121ºC por 15-20 minutos. Se emplea para esterilizar medios de cultivo y todos aquellos materiales que no pueden esterilizarse por calor seco. Se puede usar; autoclave, pasteurización o tindalización. c.1) Autoclave: es un equipo construido en acero inoxidable, de forma cilíndrica, paredes resistentes, puede ser horizontal o vertical; consta de: ♠ Caldera de material resistente, fondo cóncavo cubierta de una camisa

metálica cilíndrica. 44

♠ Dispositivos para la instalación de la fuente calorífica (gas, electricidad o

vapor de agua). ♠ Orificios superiores para purga de gases de combustión. ♠ Tapa con válvula de seguridad, espita, manómetro. ♠ Canastilla para colocar el material a esterilizar.

2.2

ESTERILIZACIÓN POR FILTRACIÓN

Consiste en hacer pasar las sustancias líquidas o gaseosas a esterilizar a través de membranas porosas que retienen a los microorganismos; sirve para la esterilización de sustancias termolábiles. El material filtrante puede ser de porcelana, tierras de infusorios, acetato de celulosa, etc.

2.3

ESTERILIZACIÓN POR RADIACIÓN ULTRAVIOLETA

Poseen efectos letales y mutagénicos en las bacterias presentando su mayor efectividad como agente bactericida en la región espectral de alrededor de los 260 nm. de longitud de onda, éste método presenta muchas dificultades técnicas. III.

MATERIALES Y EQUIPO b. c. d. e. f. g.

IV.

Material de vidrio: pipetas, palcas Petri Erlenmeyer, tubos de ensayo Papel craff, algodón, gasa, tijeras Mechero de Bunsen Horno Pasteur de aire caliente Autoclave

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

4.1 PREPARACIÓN DE MATERIAL A ESTERILIZAR a) Preparación de tubos matraces h. Los tubos, matraces y frascos antes de su esterilización deben llevar sus tapones de algodón respectivamente, los cuales deben cerrar suavemente no muy flojos ni apretados, ni largos ni cortos, preparados según el método siguiente: i. De acuerdo al tapón a confeccionar se toma el pedazo convenientemente de algodón de fibra, extendida, rectangular j. Practicar un dobles de 1/3 a lo largo de la fibra. k. Enrollar de un extremo, presionando sobre si mismo hasta completar toda la longitud. l. Rotar con los dedos el trozo confeccionado aplastando para dársele la forma de cono truncado, con el diámetro a la medida del recipiente a taponar, el tapón debe entrar en el recipiente hasta la mitad, y el otro medio quedar fuera. Se pueden preparar los tapones envueltos en gasa para evitar el hilachamiento. 45

Tubos de Ensayo m. Formar un paquete de tubos de ensayo taponados, empaquetarlos con papel kraft y amarrarlos, en su defecto se le envuelve con papel sólo la zona de las bocas. Frascos y Matraces n. Los frascos y matraces se taponan con algodón, se cubre con papel kraft y se amarra con hilo pabilo. o. Colocar el nombre del medio de cultivo p. Rotular la fecha de preparación. b) Preparación para proteger las pipetas q. En el extremo de succión de cada pipeta introducir una porción de algodón con auxilio de una aguja o puntero delgado, evitando que quede muy ajustado. r. Cortar tiras largas de papel kraft de unos 3 cm. de ancho, y colocar uno de sus extremos, en una de las puntas del papel envolver la punta de la pipeta en forma oblicua y envolver toda la longitud de la pipeta girándose en espiral en forma ajustada y en la parte terminal de la boquilla se remata con una torsión para protegerla y se rompe el resto de papel sobrante. s. Anotar con un lápiz la medida de la pipeta y la fecha de su esterilización. c) Preparación de las placas Petri t. Cortar papel kraft tamaño adecuado para cubrir íntegramente las placas petri completas. u. Con la parte brillante del papel hacia fuera se envuelve la placa poniéndose esta en el centro, se envuelve la placa tomándose dos extremos opuestos del papel, dándose una vuelta alrededor de ella, los otros dos extremos del papel se doblan en triángulos, rematándose con un fuerte dobles hacia el dorso de la placa, dándosele una apariencia de paquete de regalo. 4.2 ESTERILIZACIÓN CON CALOR SECO El procedimiento de esterilización por aire caliente sólo se puede emplear con utensilios de vidrio o metal. a) Procedimiento para la esterilización en horno v. Ponga el termostato a l75ºC y encienda el horno. w. Si hay un ventilador verifique que esté funcionando. x. Vigile el termómetro. Cuando la temperatura llegue a l75ºC. sígase calentando durante 60 minutos más. y. Apague el horno. Espere a que la temperatura descienda hasta 60ºC. Abra la puerta del horno. z. El papel empleado para envolver deberá de haber tomado un color marrón oscuro, si el color del papel es amarillo pálido indicará que el 46

horno no se ha calentado bastante. Si el papel se ha ennegrecido indicará que el horno se ha calentado demasiado.

4.3 ESTERILIZACIÓN CON CALOR HÚMEDO a) Procedimiento para la esterilización con autoclave aa. Llene con agua el fondo de la autoclave (hasta el soporte de la canasta). Cerciórese que el agua no toque la canasta. Elimine el exceso de agua abriendo la espita del drenaje. bb. Introduzca en la autoclave la canasta con los materiales que se van a esterilizar, se pueden añadir indicadores de la esterilización, como ciertas piezas de papel especial que ennegrecen al lograrse la temperatura adecuada. cc. Cierre la tapa de la autoclave, cerciorándose de que la arandela de goma se encuentra en su surco. Atornille a niveles iguales los sujetadores de la tapa, con firmeza pero sin apretarlo demasiado. dd. Abrir la válvula de salida del aire. ee. Inicie el calentamiento de la autoclave. ff. Vigile la salida de aire hasta que aparezca un chorro de vapor. Aguarde 3- 4 minutos hasta que el chorro de vapor sea uniforme y continuo, esto indicará que todo el aire ha sido expulsado de la autoclave. gg. Cierre a continuación la válvula de salida del aire. Apriétense los sujetadores de la tapa del autoclave y reduzca la temperatura ligeramente. hh. Cuando se obtenga la temperatura adecuada 120ºC se deberá regular el calor para conservarla. Y esperar por 15 minutos. ii. Reduzca completamente el calor tan pronto como se cumpla el tiempo requerido. jj. Cuando la temperatura descienda a menos de 80ºC abra la válvula de salida de aire para igualar las presione dentro y fuera del autoclave. kk. Deje enfriar la autoclave y a continuación retire cuidadosamente la canasta con los utensilios estériles.

VI. CUESTIONARIO 1. ¿Qué método de esterilización utilizó en la práctica?, cite algunos ejemplos Se utilizaron dos métodos de esterilización: 

En calor seco: esterilización en horno.



En calor húmedo: esterilización con autoclave.



Otros métodos:

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2. ¿Cree usted que es importante acondicionar y esterilizar los materiales antes del control microbiológico, por qué? Sí; porque si utilizamos los materiales sin haberlos esterilizado previamente, provocaríamos una contaminación en la muestra que queremos analizar, por lo tanto los datos que sacaríamos serian erróneos.

3. Cite en forma ordenada cada uno de los pasos a seguir para poner en funcionamiento el autoclave.  Llenar con agua el fondo de la autoclave (hasta el soporte de la canasta). Cerciórese que el agua no toque la canasta. Elimine el exceso de agua abriendo la espita del drenaje.  Introducir en la autoclave la canasta con los materiales que se van a esterilizar, se pueden añadir indicadores de la esterilización, como ciertas piezas de papel especial que ennegrecen al lograrse la temperatura adecuada.  Cerrar la tapa de la autoclave, cerciorándose de que la arandela de goma se encuentra en su surco. Atornille a niveles iguales los sujetadores de la tapa, con firmeza pero sin apretarlo demasiado.  Abrir la válvula de salida del aire.  Iniciar el calentamiento de la autoclave.  Vigilar la salida de aire hasta que aparezca un chorro de vapor. Aguarde 3- 4 minutos hasta que el chorro de vapor sea uniforme y continuo, esto indicará que todo el aire ha sido expulsado de la autoclave.  Cerrar a continuación la válvula de salida del aire. Apriétense los sujetadores de la tapa del autoclave y reduzca la temperatura ligeramente.  Cuando se obtenga la temperatura adecuada 120ºC se deberá regular el calor para conservarla. Y esperar por 15 minutos.  Reducir completamente el calor tan pronto como se cumpla el tiempo requerido.  Cuando la temperatura descienda a menos de 80ºC abra la válvula de salida de aire para igualar las presione dentro y fuera del autoclave.  Dejar enfriar la autoclave y a continuación retire cuidadosamente la canasta con los utensilios estériles.

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4. Compare la resistencia al calor de las células vegetativas con esporas bacterianas. Y explique a que se debe tal diferencia.  Células vegetativas: son sumamente resistentes al calor. Su resistencia al calor se usa con frecuencia para el aislamiento de bacterias formadoras de esporas.  Esporas bacterianas: no son resistentes al calor, a una temperatura de 121 – 160 °C desnaturalizan las proteínas y los ácidos nucleicos. La diferencia se debe a que las esporas bacterianas están conformadas enteramente de proteínas y ácidos nucleicos; por tanto estas estructuras se desnaturalizan a una temperatura no tan elevada, sin embargo las células vegetativas no solo están compuestas de proteínas y ácidos nucleicos.

5. Cite usted tipos de filtros empleados en el proceso de esterilización. Hay varios tipos de filtros, entre ellos los que más se usan son los filtros de profundidad y los filtros de superficie o filtros de membrana. Filtros de profundidad Estos filtros están elaborados por un material fibroso (papel, asbesto o fibra de vidrio) dispuesto al azar, de manera que dentro de la estructura del filtro se crean vías tortuosas donde pueden quedar retenidos la mayoría de los contaminantes presentes. Entre sus ventajas se encuentran su alta capacidad de retención de partículas sobre su superficie y a través de toda su estructura y que permiten filtrar grandes volúmenes. Sin embargo, tienen como desventajas que no presentan un tamaño de poro uniforme y existe la posibilidad de liberación, hacia el material filtrado, de partículas y microorganismos que hayan crecido dentro del filtro. Dadas sus características los filtros de profundidad se usan principalmente como prefiltros, ya que permiten eliminar las partículas grandes pero no la eliminación total de los microorganismos. Filtros de superficie Son filtros elaborados generalmente de acetato de celulosa o nitrato de celulosa y contienen poros de tamaño uniforme. Este tipo de filtro tiene como ventaja que, al conocer exactamente el tamaño de poro que presentan, se pueden seleccionar filtros capaces de retener la totalidad de los microorganismos presentes en una solución. Sin embargo, se saturan rápidamente y la velocidad de filtración a través de ellos es lenta. Para la filtración esterilizante se pueden usar combinaciones de un filtro de profundidad con un filtro de superficie que tenga un tamaño de poro de 0.22 µm. La mayor parte de los filtros de membrana se pueden esterilizar en autoclave y luego se manipulan asépticamente al ensamblar el equipo.

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PRÁCTICA MEDIOS DE CULTIVO

I.

OBJETIVOS a. Identificar las diferentes condiciones de un medio de cultivo para que pueda llevarse a cabo un crecimiento microbiano. b. Describir los medios de cultivo más empleados en bacteriología. c. Conocer las aplicaciones y utilidades de los medios de cultivo más corrientes. d. Saber manejar el material que se emplea en la elaboración de cualquier medio de cultivo.

II.

MARCO TEORICO

2.1 REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES DE LOS MEDIOS DE CULTIVO El medio proporciona los elementos necesarios para el crecimiento microbiano. De acuerdo con esto, siempre se requerirá una fuente de energía y una fuente no energética como son las sales, factores de crecimiento, etc., que sin proporcionar energía son necesarias para su desarrollo. 2.1.1.- REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS DE LOS MICROORGANISMOS A. FUENTES DE CARBONO

En la mayor parte de los casos, la fuente de carbono corresponde a azúcares en forma de mono o disacáridos, como glucosa, lactosa, maltosas etc., e incluso hay microorganismos que pueden utilizar azúcares más complejas para obtener energía., como es el caso del almidón. Existen también bacterias capaces de utilizar el gas carbónico CO 2 hecho que es característico de las bacterias fotosintetizantes y quimiolitótrofas. Otros microorganismos pueden crecer a expensas del metano, benceno e, incluso hidrocarburos como fuente de energía: Ejemplo: Cladosporium. 50

Por último, existen especies como Pseudomonas que pueden utilizar como fuente de energía un gran número de componentes hidrocarbonados diferentes. B. FUENTE DE NITROGENO Pueden presentarse como proteínas completas, que sería el caso de la gelatina o incluso proteínas aún más complejas, como es el caso de los extractos de carne, sales de amonio, o como peptonas etc. Es frecuente encontrar peptonas como fuente de nitrógeno que corresponden a péptidos o polipéptidos dependiendo de su complejidad pero en cualquier caso son también proteínas que están parcialmente hidrolizadas, aunque no se las deba considerar como tal. El bio-Thione, es una denominación comercial correspondiente a una peptona pépsica de carne. La caseína en forma de peptona tripsica de caseína se usa para estudiar la formación de indol por parte de la bacteria debido al alto contenido de triptófano que posee este tipo de peptona. También es utilizada para estudiar la reducción de los nitratos e incluso para el cultivo de algunos protozoos. La peptona papaínica de soja, es una fuente de nitrógeno especialmente para hongos y ciertos gérmenes como Neisserias. Otra fuente de nitrógeno serian: nitratos, nitrógeno orgánico, amoniaco, sales de amonio, aminoácidos, etc.

2.1.2. REQUERIMIENTOS NO ENERGÉTICOS DE LOS MICROROGANISMOS A. FUENTE DE AZUFRE Todos los microorganismos que utilizan en su metabolismo azufre lo hacen mayoritariamente en forma de sulfatos, a veces en forma de tiosulfatos y en otras ocasiones lo pueden obtener a partir de algún aminoácido, ejemplo: metionina, cisterna, tiamina, etc. Ejemplo de medios de cultivo: TSI, LIA, SIM, SS. B. FUENTE DE FÓSFORO En general, las bacterias que utilizan el fósforo lo suelen hacer en forma de fosfato. C. IONES METÁLICOS Son utilizados por las bacterias bajo la forma de iones a concentraciones muy bajas. Por ej: el Sodio, el Potasio, Magnesio, Hierro, etc. También se encuentra otro tipo de iones metálicos Cobalto, Molibdeno. Estos iones son esenciales para el crecimiento microbiano y dependiendo de su concentración pueden inhibir el ‘crecimiento de otros, como el caso del sodio que a concentraciones altas inhibe el crecimiento de un tipo de microorganismo y facilita el crecimiento de otros. - Agar Manitol Salado, contiene 7.5% ClNa permite el crecimiento de Staphylococous. - Agar Streptococus KF contiene 6.5% ClNa permite el crecimiento del Enterococus.

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D. FACTORES DE CRECIMIENTO Existen bacterias que aún con los medios antes descritos no crecen o, si lo hacen, es muy lentamente. A este tipo de bacterias les hace falta además una serie de componentes definidos que no son capaces de fabricar por sí solas. A este tipo de componentes se denomina factores de crecimiento y van a corresponder a algún tipo de aminoácido de bacterias muy exigentes o incluso vitaminas, bases púricas o pirimidinicas, etc. Ejemplo de medios de cultivo y microorganismos: - Agar sangre enriquecido con metionina, ácido glutámico y ácido nicotinico para el crecimiento de Xanthomonas. - El Agar Chocolate permite el desarrollo de colonias húmedas, lisas y grises del Haemophylus influenzae. Este medio contiene hematina (factor X) y está enriquecido con otros cofactores, como el NAD (factor V), que permite el desarrollo de este microorganismo. - Agar Sangre enriquecido con Glicerol - papa (Bordet Gengou) para crecimiento de Bordetella pertusis. Se observa colonias en “gotas de mercurio” brillantes es fácil de apreciar. - Agar sangre enriquecido con nitrógeno suplementario y vitaminas del complejo B para el crecimiento del Flavobacterium. E. FACTORES INHIBIDORES Son componentes que van a impedir el crecimiento de algún tipo de microorganismo por bloqueo de sus procesos metabólicos. Los antibióticos son agentes inhibidores o destructores de la propia bacteria. La azida sódica inhibe el crecimiento de los Gramnegativos. Algunos colorantes: Eosina Azul de metileno impide el crecimiento bacteriano de los Grampositivos. Cristal Violeta impide el crecimiento de los Grampositivos. Las sustancias inhibidoras son muy útiles para la identificación y tipificación de pruebas bioquímicas de las bacterias. Ejemplo de medios de cultivo y microorganismos: Agar Mac Conkey: Las sales biliares y el cristal violeta inhiben el desarrollo de las bacterias Gramnegativas. El medio EMB contiene Eosina y azul de metileno que son colorantes de anilina y van a inhibir el crecimiento de los microorganismos Grarnpositivos, permitiendo el crecimiento de todas las Enterobacterias. Agar Salmonella Shigella contiene una alta concentración de sales biliares y citrato de sodio, inhibe a todas las bacterias Grampositivas y a muchas Gramnegativas incluyendo las coliformes.

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2.3.- CONDICIONES QUE HA DE CUMPLIR UN MEDIO DE CULTIVO Para que un microorganismo crezca en un medio de cultivo es necesario: - Una composición de nutrientes adecuada a las necesidades de ese microorganismo. - Unas condiciones físico-químicas apropiadas. De acuerdo con ello, habría que considerar: A. TEMPERATURA ÓPTIMA Los microorganismos, pueden clasificarse en una de las cinco categorías siguientes en función de los rangos de temperatura de crecimiento. - Los psicrófilos crecen bien a 0ºC y tienen una temperatura óptima o inferior, la máxima es de 20ºC. Se aíslan del Ártico y Antártico. Pueden crecer a 0ºC, aunque su temperatura óptima sea 20 a 30ºC y la máxima de casi 35ºC. Las bacterias y los hongos responsables de la putrefacción de alimentos refrigerados. - Los Mesófilos, crecen a una temperatura óptima de 20 a 45ºC, siendo la mínima de 15 a 20ºC y la máxima de casi 45ºC. La mayoría de los microorganismos pertenecen a esta categoría. Las bacterias patógenas para el hombre suelen crecer a una temperatura óptima de 37ºC. - Los termófilos, pueden crecer a una temperatura de 55ºC o superiores. La temperatura mínima es normalmente de 45ºC y la óptima es de 55 a 65ºC. Microorganismos que crecen en fardos de heno, tuberías de agua caliente, aguas termales. - Los Hipertermófilos, temperatura óptima de entre 80ºC y casi 113ºC, no crecen por debajo de 55ºC. Microorganismos aislados en zonas calientes del suelo marino. RANGOS DE TEMPERATURA PARA EL CRECIMIENTO MICROBIANO Microorganismo Bacillus psichrophilus Microcococcus cryophilus Pseudomona fluorescens Staphylococcus aureus Enterococcus faecalis Escherichia coli Neisseria gonorrhoeae Thermoplasma acidophilum Bacillus stearthermophilus Sulfolobus acidocaldarius Pyrococcus abyssi Pyrodictium occultum Pvrolobus fumarii Candida scotti Saccharomyces cerevisiae Mucor pusillus

Temperaturas cardinales (ºC) Mínima Óptima Máxima -10 23-24 28-30 -4 10 24 4 25-30 40 6.5 30-37 46 0 37 44 10 37 45 30 35-36 38 45 59 62 30 60-65 75 60 80 85 67 96 102 82 105 110 90 106 113 0 4-15 15 1-3 28 40 21-23 45-50 50-58

B. GRADO DE HUMEDAD 53

Va a corresponder a la cantidad de agua que va a necesitar la bacteria para su crecimiento. En general, cualquier medio sólido o líquido requiere cierta proporción de agua. En medios sin agua es muy difícil el crecimiento bacteriano: de ahí que la liofilización y cualquier método de deshidratación, sea un buen medio de conservación. C. pH Cada especie tiene un rango definido de pH para su crecimiento y un pH óptimo de crecimiento. - Los acidófilos tienen un valor de pH óptimo de crecimiento entre 0 y 5.5. - Los neutrófilos, entre 5.5 y 8.0 - Los alcalófilos prefieren un rango de pH entre 8.5 y 11.5 La mayoría de las bacterias y protozoos son neutrófilos. La mayoría de hongos prefieren medios ligeramente ácidos, con valores de pH de 4 a 6. Variaciones intensas en el pH pueden dañar a los microorganismos alterando la membrana plasmática o inhibiendo la actividad de las enzimas y las proteínas transportadoras. El pH óptimo en la mayoría de los casos es cercano a la neutralidad. Los tiobacilos pueden crecer mejor a pH muy ácido, a pH próximo a 0. Los bacilos ureasa positivo tal como Proteus crece a pH cercano a 8. El Vibrio Cholerae crece bien a pH 9. En un medio de cultivo pueden aparecer variaciones de pH como consecuencia de los metabolitos que se producen por la degradación de los nutrientes por parte de las bacterias. Es típico que en la fermentación glucídica se produzca acidificación del medio o en la degradación proteica utilizando la bacteria sales amónicas como fuente de energía se alcalinice el medio. Siempre es necesario tamponar el medio de cultivo, al menos al comienzo para mantener el pH dentro de los límites fisiológicos. EFECTOS DEL PH EN EL CRECIMIENTO MICROBIANO Microorganismo Picrophilus oshimae Thiobacillus thiooxidans Sulfolobus acidocaldarius Lactobacillus acidophilus Staphylococcus aureus Proteus vulgaris Escherichia coli Clostridium sporogenes Pseudomonas aeuriginosa Nitrosomonas Bacillus pasteurii Bacillus alcalophilus

Límite inferior 0 0.5 1.0 4.0-4.6 4.2 4.4 4.4 5.5-5.8 5.6 7.0-7.6 8.5 8.5 54

pH óptimo 0.7 2.0-3.5 2.5 5.8-6.6 7.0-7.5 6.0-7.0 6.0-7.0 6.0-7.6 6.6-7.0 8.0-8.8 SD 10.6

Límite superior SD 6.0 4.0 6.8 9.3 8.4 9.0 8.5-9.0 8.0 9.4 SD 11.5

D. PRESIÓN OSMÓTICA Se suele trabajar en condiciones de isotonia (300 miliosmoles) aunque existen muchas bacterias que pueden crecer a concentraciones algo superiores. Las bacterias pueden mantenerse vivas y crecer en medios muy acuosos e hipotónicos; este hecho es debido a su pared rígida que permite que el agua no penetre en la bacteria y ésta se rompa. En las bacterias halófilas, su crecimiento so produce especialmente a concentraciones muy altas de cloruro sódico; Ej: Staphylococus. Como la concentración osmótica de un hábitat tiene efectos tan marcados sobre los microorganismos, es de gran utilidad expresar cuantitativamente el grado de disponibilidad del agua. Se emplea la actividad de agua (aw).

Actividad del Agua 1.00 (agua pura)

Ambiente Sangre

0.95 0.90 0.85 0.80 0.75

Pan Jamón Salami Conservas Lagos salados Pescado salado Cereales, dulces Chocolate Leche deshidratada

0.70 0.60

Microorganismo Mayoría de Gramnegativos no halófilos Bacilos Grampositivos, Basidiomycetes Cocos, Bacillus, Fusarium, Mucor, Rhizopus Staphylococus, Saccharomyces Penicillum Halobacterium, Aspergillus Actinospora Aspergillus Saccharomyces Xeromyces

E. CONCENTRACION DE OXÍGENO Un organismo que puede crecer en presencia de oxígeno atmosférico es AEROBIO, mientras que otro puede crecer en su ausencia, es ANAEROBIO. Los ANAEROBIOS FACULTATIVOS no precisan de Oxigeno para crecer, pero lo hacen mejor en su presencia. Los ANAEROBIOS AEROTOLERANTES como Enterococcus faecalis pueden crecer bien tanto en su presencia como en su ausencia. Por el contrario los ANAEROBIOS ESTRICTOS U OBLIGADOS, ejemplo: Bacteroides. Fusobacterium, Clostridium, no toleran en absoluto el oxigeno y mueren en su presencia. Los anaerobios tolerantes y los estrictos no pueden producir energía mediante la respiración aerobia y deben utilizar vías de fermentación o respiración anaerobia para este objetivo. Finalmente existen unos pocos microorganismos como el Campylobacter, que son MICROAEROFILOS que son dañados por el nivel de oxigeno atmosférico 20% precisando para su crecimiento niveles del 2 al 10% de Oxígeno. 55

2.3.- PRINCIPALES TIPOS DE MEDIOS DE CULTIVO Existen muchos tipos distintos de medios de cultivo, así como diferentes clasificaciones. De acuerdo con esto y según criterios se podrían dividir en: 2.3.1.-MEDIOS DE CULTIVO SEGÚN SU PROPORCIÓN EN AGUA A. MEDIOS SÓLIDOS Corresponden a aquellos medios donde la proporción en agar está siempre por encima del 15%. La importancia, de los medios sólidos es muy grande, pues permite el aislamiento, purificación y visualización del crecimiento en colonias, así como su posible identificación a través de medios específicos y diferenciales de caracteres, sólidos elaboración de antibiogramas, etc. Ejemplo de medios de cultivo: - Agar Mac Conkey, permite el crecimiento de microorganismos Gramnegativos. - Agar EMB, permite el crecimiento de coliformes. - Agar Chapman, permite el crecimiento de Staphylococcus. - Agar Sabouraud, permite el crecimiento de hongos. - Agar Nutritivo, permite el estudio de la morfología de las colonias. B. MEDIOS LÍQUIDOS También denominados caldos, no contienen agar. Son de gran utilidad para la realización de recuentos bacteriológicos por turbidimetría, especialmente útil en levaduras, para la realización de inóculos, para obtener metabolitos primarios o secundarios, de los microorganismos como: antibióticos, ácidos lácticos, etc. Ejemplo de medios de cultivo: - Caldo MRVP, para investigar la ruta utilizada en la degradación de glucosa. - Caldo Peptona, para investigar la producción de Indol. - Caldo Lactosado, para investigar la formación de ácido y gas - Caldo BHI, permite el crecimiento de microorganismos considerados difíciles de cultivar. C. MEDIOS SEMISÓLIDOS Son medios intermedios entre los líquidos y los sólidos; su proporción en agar suele ser inferior al 5% pero siempre presentan una cierta cantidad que le proporcione consistencia semisólida. Son útiles para algunas pruebas bioquímicas: - Agar SIM, estudiar movilidad, producción de H2S, Indol. - Agar MIO, estudiar movilidad, producción de Indol y Ornitina. 2.3.2.- MEDIOS DE CULTIVO SEGÚN SU USO O UTILIZACIÓN A. MEDIOS PARA AISLAMIENTO Son medios con la particularidad de poder obtener a partir de ellos colonias aisladas. Estos, según sea su composición, se pueden a su vez dividir en:

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A.1. MEDIOS ENRIQUECIDOS Son medios a los cuales, como su nombre indica, se les añade además de los componentes básicos, uno o varios elementos, como por ejemplo caseína soja, triptófano, etc., que facilitan el crecimiento de algún tipo de microorganismo generalmente exigentes, lo que nos permite aislar el microorganismo que buscamos. A.2. MEDIOS SELECTIVOS

Son medios en cuya composición presentan componentes que impiden el crecimiento de algún tipo bacteriano. - Medio Salmonella Shigella, contiene en su composición sales biliares, citrato de sodio y el verde brillante que inhibe a la flora Grampositiva y los hacen con el grupo coliforme. A.3. MEDIOS DIFERENCIALES

Corresponden a aquellos medios que presentan las mismas propiedades que los medios selectivos, es decir, tienen componentes que inhiben el crecimiento de algunas bacterias y, lo que es más característico de este medio, presentan sustancias que al ser utilizadas, o no, por las bacterias que van a crecer en dicho medio, dan una información suplementaria y específica, es decir, diferencial; por ejemplo: - El medio Levine (EMB) este medio presenta en su composición eosina y azul de metileno que inhiben el crecimiento de los Grampositivos y algunas Gramnegativas, facilitando el crecimiento de la enterobacterias, que según utilicen o no la lactosa darán lugar a una coloración característica para cada tipo de microorganismo. Los medios diferenciales suelen ser también selectivos y se usan con fines de aislamiento e identificación. - Agar TSI, que permite investigar si un microorganismo es capaz de utilizar la Glucosa, Lactosa y Sacarosa, además si puede producir H2S. - Agar LIA, permite investigar si un microorganismo descarboxila o desamina el aminoácido Lisina. - Agar Citrato de Simmons, investiga si el microorganismo es capaz de utilizar el citrato como única fuente de carbono. B. MEDIOS PARA CRECIMIENTO EN GENERAL Son medios ya sea en forma líquida o sólida que sirven para el cultivo de la mayor parte de las bacterias. Su composición va a corresponder a una fuente de carbono, una fuente de nitrógeno, sales y agua. Dentro de los medios generales más empleados tendríamos el caldo común, que está compuesto por extracto de carne, peptona, glucosa, cloruro de sódico y agua.

C. MEDIOS DE MANTENIMIENTO DE CEPAS 57

Son medios que suelen tener los nutrientes necesarios para mantener a las cepas vivas durante períodos de tiempo relativamente largos manteniéndose tales medios generalmente a temperaturas lo suficientemente bajas en cada caso como para impedir su crecimiento. Ejemplo, leche descremada que congelada se utiliza a menudo para mantener cepas durante meses. 2.3.3.- MEDIOS DE CULTIVO SEGÚN SU COMPOSICIÓN A. B. C. D.

MEDIOS NATURALES MEDIOS SEMISINTÉTICOS MEDIOS SINTÉTICOS MEDIOS COMPLEJOS

2.3.4.- MEDIOS DE CULTIVO SEGUN SU PRESENTACIÓN A. MEDIOS DESHIDRATADOS O LIOFILIZADOS B. MEDIOS YA PREPARADOS C. MEDIOS SÓLIDOS EN PLACA PETRI D. MEDIOS SÓLIDOS EN TUBO D.1. Con Agar Inclinado D.2. Con Agar Semi-Inclinado o Pico de Flauta E. MEDIOS LÍQUIDOS EN TUBO III.

MATERIALES Y REACTIVOS d. MATERIAL REQUERIDO - Matraces 250 ml, 100 ml. 50 ml Probetas de 50ml, 100 ml. Baguetas. Balanza. Espátula. Agua destilada. Placas Petri .Tubos de ensayo. e. MEDIOS DE CULTIVO - Agar nutritivo. Agar TSI. Agar Citrato de Simmons. Agar Mac Conkey Agar Sabouraud. Agar LIA . Agar Manitol salado.

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 4.1. PREPARACIÓN - Para la preparación de medios de cultivo se usa agua destilada. - El medio de cultivo a preparar debe ser pesado, según la cantidad que está indicada en la etiqueta del medio de cultivo. - Agregar el medio de cultivo en el matraz, y añadir la mitad del volumen de agua que se requiere, agitar suficientemente para conseguir una suspensión homogénea, después incorporar el agua restante, aprovechando esta adición para desprender e incorporar al conjunto las partículas del medio de cultivo que hubieran quedado adheridas a la pared interna del recipiente. 58

- Los medios nutritivos que contienen agar deben ser calentados para conseguir su disolución. - Para reconocer que se ha alcanzado una disolución completa, al agitar no debe adherirse el medio a la pared interna del recipiente; la solución es viscosa y resbala libremente. - Tapar el matraz con el tapón de algodón, envolver con papel Kraft y pabilos. 4.2. ESTERILIZACION - Se esterilizará el medio de cultivo, ya disuelto en el autoclave en caso de ser necesario. - El tiempo es de 15 minutos a 121ºC. 4.3. REPARTICION DE LOS MEDIOS DE CULTIVO - Debe verterse el medio de cultivo a una temperatura de 45-55ºC. - Previamente hay que remover el medio de cultivo haciéndolo oscilar en sentido circular su recipiente para garantizar la homogeneidad del medio. - Los tubos llenos con medios de cultivo esterilizado, todavía líquido, se colocan en la posición deseada: o Pico y Fondo o Pico de flauta o semi inclinado o Pico o inclinado o Fondo o El medio de cultivo se deja solidificar en la posición lograda. - Repartir: o En Placas (aproximadamente 16 a 20 ml) los siguientes medios de cultivo:  Agar nutritivo  Agar Mac Conkey  Agar EMB  Aga Sabouraud o En Tubos: la posición de pico y fondo (aproximadamente 4 ml)  Agar TSI  Agar LIA o En Tubos: la posición de pico (aproximadamente 2 a 3 ml)  Agar Citrato de Simmons o En tubos: la posición de Fondo (aproximadamente 3 ml)  Agar SIM 4.4. ALMACENAMIENTO - Los medios de cultivo deshidratados deberán conservarse en lugar seco, protegidos contra la luz, a una temperatura de 15ºC a 30ºC, y en envases bien cerrados. - Los medios de cultivo preparados, listos para su uso, tienen un sólo tiempo limitado de conservación. Cuando no se indique otra cosa y bajo condiciones adecuadas de conservación es de varios meses. Se recomienda temperatura de 4 – 8ºC. 59

- Las placas Petri, preparadas con el medio de cultivo, deberán pre encintarse con cinta adhesiva su borde lateral, para impedir fugas entre el cuerpo de la placa y la tapa. 4.5. COMPOSICION Y PREPARACIÓN DE CADA UNO DE LOS MEDIOS UTILIZADOS AGAR NUTRITIVO Composición Peptona, 17.0 g. Extracto de carne, 3.0 g. Cloruro de sodio, 5.0 g Agar – Agar, 12.5 g. Agua destilada, 1000 m Preparación Disolver los ingredientes al baño maría. Controlar el pH a 7.2. Autoclavar a 121ºC por 15 minutos. Repartir en placas de Petri, 22 ml por placa. Descripción del Medio Requerimiento Energético Fuente de carbono: ___carne extracto__ Fuente de nitrógeno: ____carne extracto______ Requerimiento no Energético Fuente de azufre: ____________-----_____________ Fuente de fósforo: __________------______________ Iones metálicos: ______cloruro de sodio_________ Factores de crecimiento: _____----------__________ Factores de arranque: _______-----------_________ Factores inhibidores: _____-----------_______ Según su proporción en agua __________medio sólido__________________________________ Según su uso o utilización __________medio para uso general__________________________ Según la composición __________sintético______________________________________ Según su presentación __________sólido en placas Petri____________________________

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AGAR MAC CONKEY Composición Peptona de caseína 17.0 g. Rojo neutro 0.03 g. Peptona de carne 3.0 g. Cristal violeta 0.001 g. Lactosa 10.0 g. Sales biliares 1.5 g. Cloruro de sodio 5.0 g Agar – Agar 12.5 g. Agua destilada 1000 ml. Preparación Disolver los ingredientes en B.M. ajustar el pH a 7.0 autoclavar 15 minutos a 121ºC. Repartir el placa Petri, 20 ml/placa. Descripción del Medio Requerimiento Energético Fuente de carbono: _____lactosa_____________ Fuente de nitrógeno: _____peptona de caseina______ Requerimiento no Energético Fuente de azufre: ________---------___________ Fuente de fósforo: _______---------___________ Iones metálicos: _______cloruro de sodio______ Factores de crecimiento: _____---------_________ Factores de arranque: _______----------_________ Factores inhibidores: ___cristal violeta_________ Según su proporción en agua ______medio sólido ________________________________________ Según su uso o utilización ______medio diferencial y selectivo____________________________ Según la composición ______medio complejo______________________________________ Según su presentación ______sólido en placa Petri __________________________________

AGAR TSI Composición Extracto de carne, citrato de amonio, 0.2 g. Extracto de levadura, 3.0 g. , peptona de sacarosa, Tiosulfato de sodio, 0.3 g. Peptona, 20.0 g. Rojo de fenol, 24 mg., sacarosa, Cloruro de sodio, 5.0 g. Lactosa, 10.0 g. Agar – Agar, 12 g. Glucosa, 1.0 g Agua destilada, 1000 ml Preparación 61

Se disuelven los ingredientes en unos 700 ml de agua al baño maría, luego se enrasa a 1,000 ml, seguidamente se reparten en tubos 13 x 100 a razón de 5 ml por tubo, taponear y llevar a esterilización en autoclave x 15’ a 121ºC, terminada la esterilización se inclinan los tubos consiguiendo la formación de pico de flauta, dejar solidificar en esta posición. Descripción del Medio Requerimiento Energético Fuente de carbono: ___lactosa, sacarosa, glucosa________ Fuente de nitrógeno: __ peptona_________________ Requerimiento no Energético Fuente de azufre: ____trisulfato de sodio______________ Fuente de fósforo: ___peptona de sacarosa______ Iones metálicos: ____FeSO4_y amonio_________ Factores de crecimiento: ___extracto de carne y levadura______ Factores de arranque: ______----------________ Factores inhibidores: ______-----------________ Según su proporción en agua ___medio sólido____________________________________________ Según su uso o utilización ___medio diferencial________________________________________ Según la composición ___medio semisintético______________________________________ Según su presentación ___medio sólido en tubo con agar inclinado ____________________ MEDIO EMB. Composición Fosfato dipotásico, 1.0 g. ,5.0 g. Sulfato de magnesio, 0.2 g, peptona, azul de metileno, lactosa, sacarosa, caseina, Agar – Agar, 12.5 g. Agua destilada, 1000 ml Preparación Se disuelven los ingredientes en B.M. y luego se agregan los azúcares y colorantes, ajustando el pH 7.0. Autoclavar por 15 minutos a 121ºC. Repartir en placas Petri a razón de 20 ml. Así preparado el medio, tiene un color verdoso oscuro ligeramente rojizo. Descripción del Medio Requerimiento Energético Fuente de carbono: ___lactosa, sacarosa________ Fuente de nitrógeno: ___peptona _____________ Requerimiento no Energético Fuente de azufre: ____sulfato de magnesio______ Fuente de fósforo: ___fosfato de potasio________ Iones metálicos: _____K2(PO4- MgSO4)_________ 62

Factores de crecimiento: ____----------- ________ Factores de arranque: ______-----------_________ Factores inhibidores: ____eosina y azul de metileno____________ Según su proporción en agua ____medio sólido_______________ Según su uso o utilización ______ medio diferencial_______________ Según la composición __________medio complejo____________________ Según su presentación. _________medio sólido en placas Petri_____________ CALDO LURIA BERTANI (LB) Composición Extracto de levadura,…5 g Cloruro de sodio………10 g. Triptona………………10 g Agua destilada……. 1000 ml Preparación ____disolver los componentes en 1 Lt de agua destilada, llevarlo al autoclave a 125°C por 15min______ después de enfriar agitar el frasco para asegurar la mezcla ________________________

Descripción del Medio Requerimiento Energético Fuente de carbono: __triptona, extracto de levadura___ Fuente de nitrógeno: _____triptona________________ Requerimiento no Energético Fuente de azufre: _____-----------___________ Fuente de fósforo: ____----------- __________ Iones metálicos: ______cloruro de sodio______ Factores de crecimiento: __extracto de levadura___ Factores de arranque: _____-------------________ Factores inhibidores: _____-------------________ Según su proporción en agua ____medio líquido__________________________________________ Según su uso o utilización ____medio no diferencial_____________________________________ Según la composición ____medio complejo ________________________________________ Según su presentación ____medio líquido en matraz__________________________________

V.

CUESTIONARIO 63

1. Defina Ud. los siguientes términos y mencione 1 ejemplo de microorganismo: Aerobios obligados, Anaerobio facultativo, Anaerobio aerotolerante, Anaerobio estricto, Microaerofilo.  Aerobios obligados: Requieren oxígeno (21% o más). Ej. Bacillus, hongos, etc.  Anaerobios facultativos: No requieren O2, pero el desarrollo es mejor con O2. Ej. E. coli  Anaerobios aerotolerantes: No son sensibles al oxígeno (crecen en ausencia o presencia de oxígeno). Ej. Enterococcusfaecalis.  Anaerobios estrictos: No toleran O2, muere en su presencia. Ej. Methanobacterium, Clostridium  Microaerófilos: Requieren a niveles menores (5-10%). Ej. Azospirillum

2. ¿Cuáles son las condiciones que debe reunir un medio de cultivo? a) Disponibilidad de nutrientes adecuados Un medio de cultivo adecuado para la investigación microbiológica ha de contener, como mínimo, carbono, nitrógeno, azufre, fósforo y sales inorgánicas. En muchos casos serán necesarias ciertas vitaminas y otras sustancias inductoras del crecimiento. Siempre han de estar presentes las sustancias adecuadas para ejercer de donantes o captadores de electrones para las reacciones químicas que tengan lugar. Muy a menudo se añaden al medio de cultivo ciertos colorantes, bien como indicadores de ciertas actividades metabólicas o bien por sus capacidades de ejercer de inhibidores selectivos de ciertos microorganismos. b) Consistencia adecuada del medio Partiendo de un medio líquido podemos modificar su consistencia añadiendo productos como albúmina, gelatina o agar, con lo que obtendríamos medios en estado semisólido o sólido. Los medios solidificados con gelatina tienen el gran inconveniente de que muchos microorganismos no se desarrollan adecuadamente a temperaturas inferiores al punto de fusión de este solidificante y de que otros tienen la capacidad de licuarla.

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Actualmente los medios sólidos son de uso universal, por su versatilidad y comodidad, pero hay también gran cantidad de medios líquidos cuyo uso está ampliamente extendido en el laboratorio. c) Presencia (o ausencia) de oxígeno y otros gases Gran cantidad de bacterias pueden crecer en una atmósfera con tensión de oxígeno normal. Algunas pueden obtener el oxígeno directamente de variados sustratos. Pero los microorganismos anaerobios estrictos sólo se desarrollarán adecuadamente en una atmósfera sin oxígeno ambiental. En un punto intermedio, los microorganismos microaerófilos crecen mejor en condiciones atmosféricas parcialmente anaerobias (tensión de oxígeno muy reducida), mientras los anaerobios facultativos tienen un metabolismo capaz de adaptarse a cualquiera de las citadas condiciones. d) Condiciones adecuadas de humedad Un nivel mínimo de humedad, tanto en el medio como en la atmósfera, es imprescindible para un buen desarrollo de las células vegetativas microbianas en los cultivos. Hay que prever el mantenimiento de estas condiciones mínimas en las estufas de cultivo a 35-37ºC proporcionando una fuente adecuada de agua que mantenga la humedad necesaria para el crecimiento de los cultivos y evitar así que se deseque el medio. e) Luz ambiental La mayoría de los microorganismos crecen mucho mejor en la oscuridad que en presencia de luz solar. Hay excepciones evidentes como sería el caso de los microorganismos fotosintéticos. f) pH La concentración de iones hidrógeno es muy importante para el crecimiento de los microorganismos. La mayoría de ellos se desarrollan mejor en medios con un pH neutro, aunque los hay que requieren medios más o menos ácidos. No se debe olvidar que la presencia de ácidos o bases en cantidades que no impiden el crecimiento bacteriano pueden sin embargo inhibirlo o incluso alterar sus procesos metabólicos normales. g) Temperatura Los microorganismos mesófilos crecen de forma óptima a temperaturas entre 15 y 43ºC. Otros como los psicrófilos crecen a 0ºC y los temófilos a 80ºC o incluso a temperaturas superiores (hipertemófilos). En líneas generales, los patógenos humanos crecen en rangos de temperatura mucho más cortos, alrededor de 37ºC, y los saprofítos tienen rangos más amplios. h) Esterilidad del medio Todos los medios de cultivo han de estar perfectamente estériles para evitar la aparición de formas de vida que puedan alterar, enmascarar o incluso impedir el crecimiento microbiano normal del o de los especimenes inoculados en dichos 65

medios. El sistema clásico para esterilizar los medios de cultivo es el autoclave (que utiliza vapor de agua a presión como agente esterilizante)

3. ¿Cuál es la función del agar-agar en los medios de cultivo? El Agar-Agar es una sustancia mucilaginosa que se extrae de algunas algas rojas o Rodofíceas, frecuentes en el Océano Atlántico, Pacífico e Indico. Es una sustancia amorfa. Se emplea como medio de cultivo en bacteriología, como apresto de sedas, como sustituto de la gelatina, etc. Químicamente, el Agar-Agar es una mezcla compleja de sales de polisacáridos, fundamentalmente, galactósidos. Las grandes moléculas que lo constituyen determinan sus cualidades sobresalientes, como coloides y espesantes, que lo han hecho hasta ahora insustituible. Además de los polisacáridos, el Agar-Agar contiene numerosos cationes asociados, tales como sodio, potasio, calcio, magnesio, etc. De los cuales no está, claramente, establecida su influencia sobre las propiedades de este producto.

4. ¿Por qué es difícil para los microorganismos crecer en medios con valores bajos de aw? Los microorganismos requieren la presencia de agua, en una forma disponible, para que puedan crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas. La mejor forma de medir la disponibilidad de agua es mediante la actividad de agua (aw). La aw de un alimento puede reducirse aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos. Un pequeño descenso de la aw es, a menudo, suficiente para evitar la alteración del alimento, siempre que esta reducción vaya acompañada por otros factores antimicrobianos. La baja aw reduce también la tasa de mortalidad de las bacterias: una baja aw protege los microorganismos durante tratamientos térmicos. Con baja aw los microorganismos pasan de un estado de letargo por tiempos indefinidos. Los halotolerantes soportan baja aw, en cambio a muy altos aw solo viven los halófilos extremos.

5. ¿A qué se denomina medio sintético o definido? De 3 ejemplos. Son los medios que están compuestos de substancias que son manipuladas por el hombre en el laboratorio. Un medio del cual se conoce exactamente su composición química se denomina sintético o químicamente definido; puede ser una simple solución de sales con una fuente de carbono o puede contener muchos 66

compuestos orgánicos. Son los medios que contienen una composición química definida cuali y cuantitativamente. Se utilizan para obtener resultados reproducibles.

6. ¿Qué es un medio complejo? De 3 ejemplos. Un medio no sintético o complejo es aquel del que se desconoce su composición química exacta; se trata básicamente de extractos de tejidos vegetales, animales o microbianos, cuya concentración no se conoce con exactitud y que proveen todos los nutrientes necesarios, como por ejemplo el caldo nutritivo. 7. ¿Qué es un medio selectivo? De 3 ejemplos. Estos medios han sido modificados de alguna manera para que, en una flora mixta, permitan el desarrollo de determinadas especies y al mismo tiempo inhiban la proliferación de la flora acompañante. Para esto último se busca establecer condiciones desfavorables de pH, nutrientes y de temperatura, o por el agregado de inhibidores. El agar Saburaud es un ejemplo de medio selectivo, en el que el pH de 5,6 favorece el desarrollo de hongos al mismo tiempo frena el desarrollo de la mayoría de las bacterias. Ejemplos de sustancias inhibidoras son algunos colorantes (cristal violeta, verde brillante), los antibióticos, el alcohol fenil etílico y la azida de sodio.

8. ¿Qué es un medio diferencial? De 3 ejemplos. Permiten el desarrollo de muchas de las especies que coexisten enuna mezcla que se desea aislar. Aunque dos o más tipos de microorganismos pueden crecer eneste medio, algún elemento presente en él permite diferenciarlos, por ejemplo un indicador. Estasdiferencias se basan en alguna propiedad bioquímica que unos poseen y otros no. Un ejemplo deeste tipo es el agar con eosina azul de metileno que diferenciaEscherichiacolideEnterobacteraerogenes, sobre la base de la diferencia de color de sus respectivas colonias. Cuando se cultivanambas especies sobre agar nutritivo, forman colonias de color blanco grisáceo. Sin embargo enagar con azul de metileno las colonias de E. colison oscuras y con brillo metálico, en cambio lascolonias de E. aerogenesson rosadas con un centro azul y rara vez presentan brillo.En su mayor parte los medios diferenciales son asimismo selectivos, por el agregado de agentesque inhiben el crecimiento. Estos medios selectivo-diferencialesresultan muy útiles para elaislamiento de un microorganismo separándolo de la flora acompañante. Se ponen en evidencialas colonias de los microorganismos que se desea aislar y a su vez se diferencian de aquellas quepudieran haber desarrollado provenientes de la flora acompañante

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9. Realice una gráfica donde se coloquen los rangos de temperatura para el crecimiento microbiano, y clasifique en categorías diferentes según los rangos de temperatura de su crecimiento (psicrófilos. Psicrótrofos, mesófilos, termófilos, Hipertermófilos)

10. ¿Con qué sustancias puede enriquecerse un medio de cultivo? Mencione por lo menos 4. Los medios de cultivo contienen distintos nutrientes que van, desde azúcares simples como glucosa, lactosa y fructosa, hasta sustancias complejas como la sangre o el extracto de caldo de carne.

11.

¿Qué es un medio de transporte y para qué sirve? De 2 ejemplos.

Es un medio de cultivo que es capaz de mantener viva una muestra o cepa de microorganismos por un periodo prolongado, manteniendo a los microorganismos vivos y sobre todo sin alterar su concentración. Estos medios sirven para:     

El almacenamiento temporal de los especímenes que se transportó al laboratorio para el cultivo. Mantener la viabilidad de todos los organismos en la muestra sin alterar su concentración. Contener sólo tampones y sal. Falta de carbono, nitrógeno, y factores de crecimiento orgánicos así como para prevenir la multiplicación microbiana. Los medios de transporte utilizados en el aislamiento de anaerobios deben estar libres de oxígeno molecular.

Ejemplo: caldo de tioglicolato de anaerobios estrictos y medio VenkatRamakrishnan para V. cholerae 68

12.

¿Qué medios diferenciales conoce? ¿Qué utilidades tienen?  Agar sangre: En este medio de cultivo podemos diferenciar algunos microorganismos según el tipo de hemólisis que producen. o Microorganismos alfa-hemolíticos: producen una zona de hemólisis pequeña y verdosa (hemólisis parcial). o Microorganismos beta-hemolíticos: producen una zona de hemólisis amplia y clara (hemólisis total). o Microorganismos gamma-hemolíticos: no producen hemólisis.



Otros medios diferenciales son los que contienen un determinado azúcar y un indicador de pH. Podemos distinguir los microorganismos que fermentan el azúcar de los que no lo hacen porque los primeros provocan una disminución del pH y por lo tanto un cambio de color del indicador. o Ejemplo de lo anterior: medios de cultivo que tienen lactosa y Rojo Fenol. Los microorganismos Lactosa negativos dan lugar a colonias de color rojo o rosa. Los microorganismos Lactosa positivos dan lugar a colonias de color amarillo (por viraje del indicador)

13. ¿Qué es un medio selectivo y qué función tiene? Mencione por lo menos 3 y ¿qué sustancias se le agregan para que cumpla esa función? Estos medios han sido modificados de alguna manera para que, en unaflora mixta, permitan el desarrollo de determinadas especies y al mismo tiempo inhiban laproliferación de la flora acompañante. Para esto último se busca establecer condicionesdesfavorables de pH, nutrientes y de temperatura, o por el agregado de inhibidores.El agar Saburaud es un ejemplo de medio selectivo, en el que el pH de 5,6 favorece el desarrollode hongos al mismo tiempo frena el desarrollo de la mayoría de las bacterias.Ejemplos de sustancias inhibidoras son algunos colorantes (cristal violeta, verde brillante), losantibióticos, el alcohol fenil etílico y la azida de sodio. Un medio selectivo es un medio de cultivo en el que sólo puede crecer un tipo de microorganismo (hongos, bacterias entéricas, protozoos...).  Un ejemplo de medio selectivo sería usar un medio rico en un antibiótico, como la ampicilina, para permitir únicamente el crecimiento de las bacterias resistentes a éste.  Un ejemplo de medio selectivo es el caldo selenito, que se utiliza para favorecer el crecimiento de salmonellas y frenar el del resto de enterobacterias.  El agar SS es un medio selectivo empleado para el aislamiento de Salmonella y Shigella a partir demuestras fecales. El medio contiene sales biliares y verde brillante para impedir el crecimiento de coliformes y gérmenes Gram positivos. La presencia de lactosa y rojo de metilo nos permiten diferenciar las colonias que fermentan la lactosa (rosas o rojas) de las que no lo hacen (incoloras).

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14.

¿Cómo pueden incubarse los microorganismos anaerobios estrictos?

Su elección viene determinada por el coste, número de cultivos y limitaciones de espacio. Los más comunes son las cámaras, jarras o cajas y bolsas de anaerobiosis. Con independencia del sistema utilizado es importante monitorizar el ambiente anaerobio con una tira indicadora de azul de metileno o de resarzurina, y la temperatura de incubación. Existen diferentes modelos de cámaras para anaerobios, en las que se consigue una atmósfera anaerobia mediante una mezcla de gases que contiene 5% de H2, 5-10% de CO2 y 85-90% de N2. Poseen un sistema de intercambio que consiste en un compartimento rígido con una puerta interior y otra exterior. Las jarras son recipientes cilíndricos, de metal o de plástico rígido, que deben cerrarse herméticamente y en los que la atmósfera anaerobia se obtiene entre 1 y 2 horas después de introducir unos sobres (GasPak®, BectonDickinson) en los que, al añadir H2O se libera H2 y CO2El H2 se combina con el oxígeno existente formando agua gracias a la presencia de un catalizador. Actualmente existen sistemas en los que no hace falta añadir H2O o introducir el catalizador (Anaerogen®, Oxoid). Mediante una técnica automatizada, Anoxomat®, también se puede lograr una atmósfera anaerobia en las jarras. Como ya se ha señalado debe introducirse un indicador de oxígeno, que suelen ser tiras de papel con azul de metileno, que se decoloran al desaparecer la presencia del oxígeno. También se encuentran disponibles en el mercado diferentes sistemas de bolsas de anaerobiosis de plástico transparente y flexible como GasPackPouch® (BectonDickinson) o AnaerogenCompact® (Oxoid) con generadores e indicadores adecuados. Se pueden utilizar tanto para el transporte de muestras al laboratorio como para la incubación de cultivos.

15.

¿Cómo pueden incubarse los microorganismos microaerófilos?

Los microaerófilos requieren oxígeno como aceptor terminal, pero no desarrollan en la superficie de medios sólidos con aire (21% de O2) y crecen con escaso desarrollo, si lo hacen, en condiciones anaerobias. En el desarrollo de medios y sistemas para el cultivo de anaerobios deben ser considerados dos factores fundamentales que pueden afectar el crecimiento de los anaerobios en el laboratorio. El más importante es el efecto inhibidor del oxígeno atmosférico y sus derivados tóxicos. El segundo factor limitante es el potencial de oxidorreducción (Eh) del medio de cultivo. El metabolismo anaeróbico es menos eficiente que el aeróbico para la obtención de energía, por lo tanto los medios de cultivo deben ser más ricos que los de uso común para aerobios o anaerobios facultativos, además requieren una incubación más prolongada. Los medios empleados para la recuperación de anaerobios deben incluir tipos no selectivos y enriquecidos.

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16. ¿Para qué sirve utilizar un medio de cultivo semisólido? ¿Cómo se obtiene la consistencia del agar blando? Presentan agar en su composición, pero a una concentración mucho menor, entre 2,5 a 4 gramos del agente solidificante.Medio de cultivo, que al ser suplementado con hidratos de carbono, se usa para determinar el metabolismo oxidativofermentativo de las bacterias Gram negativas. Esta prueba es útil para diferenciar especies bacterianas. También, permite determinar movilidad y producción de gas. Son medios de cultivo preparados especialmente para observar el crecimiento bacteriano y determinar en bacteriología el nombre de la bacteria, su cantidad y la búsqueda del antibiótico al que la bacteria es sensible.

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PRÁCTICA SIEMBRA DE MICROORGANISMOS

I.

OBJETIVOS -

II.

Explicar los diferentes tipos de siembra que puedan realizarse. Saber llevar a cabo los diferentes métodos de siembra e inoculaciones. Proporcionar los medios adecuados para que el alumno trabaje en condiciones de asepsia y esterilidad. MARCO TEORICO Para poder estudiar los microorganismos, se necesita como requisito previo poder cultivarlos en condiciones de laboratorio y, por tanto inicialmente deben ser aislados. Para ello, se dispone de muestras, que muchas veces suelen presentar los siguientes problemas: ll. Que no existe la cantidad suficiente de microorganismos que se busca. mm. Que las muestras contengan varios tipos de microorganismos, pacte de los cuales son contaminantes, haciéndose necesario su aislamiento inicial para obtener cultivos puros. 2.1. SIEMBRA Procedimiento que consiste en inocular a los microorganismos en medios de cultivo adecuados para que se desarrollen y multipliquen, de acuerdo a sus exigencias vitales, para que en condiciones óptimas de temperatura y tiempo de inoculación, puedan desarrollarse y multiplicarse IN VITRO. Se siembra con dos finalidades: a. Para hacer un aislamiento. b. Para hacer un transplante. AISLAMIENTO Permite la separación de los microorganismos al estado de pureza a partir de una muestra problema. Se requiere un medio sólido con gran superficie para que los microorganismos al ser diseminados sobre el medio, generen su 72

progenie (cepa) por formación de colonias separadas. Si se aíslan especies distintas, cada colonia tendrá características especiales, la morfología bacteriana será también distintiva. TRANSPLANTE Significa la separación previa de la cepa a un medio de cultivo apropiado en tubo, que puede ser líquido o sólido. Se conserva la cepa pura, y por subsiguientes transplantes en medios especiales, se logra conocer las propiedades culturales y bioquímicas y como resultado la identificación específica. Los trasplantes se pueden realizar: 1. De líquido a sólido. 2. De líquido a líquido. 3. De sólido a sólido. 4. De sólido a líquido. 2.2. MATERIAL DE SIEMBRA O INOCULACION Existen los siguientes materiales:  ASAS DE SIEMBRA El asa de siembra consiste de un alambre de Nichrome o platino, con una punta en asa o recta y en el otro extremo insertado con un mango cilíndrico para un uso sencillo. Se utiliza para inoculación o siembra por estría en medios sólidos, presentan un arco bastante cerrado en su extremo cuyo diámetro es más o menos específico es decir muchas asas son calibradas y corresponden a un volumen determinado de siembra las más utilizadas son las de 0,01 mililitro que se esterilizan por flameado.

 HILOS DE PLATINO (ASA EN PUNTA) Son similares a las asas con la diferencia de no presentar arco en su extremo, únicamente es un hilo. Se utiliza para la siembra por picadura en medios semisólidos y sólidos.



ASAS DE DIGRASKY 73

Son asas de vidrio en forma de triángulo más o menos abierto. Se utiliza para extender el inóculo líquido previamente adicionado en la placa, a través de una pipeta pasteur. Se esteriliza en autoclave, aunque generalmente se puede hacer empapando en alcohol y prendiendo la llama hasta agotar el alcohol del asa.

 HISOPOS Se utiliza para la toma de muestras, para transportar muestras sin que esta sufra desecación, deterioro o contaminación. Sirve para extender la muestra a través del hisopo en el medio de cultivo. Se suele comercializar ya estéril listo para utilizar y desechables.  PIPETAS Se pueden disponer de forma individual o en paquetes. Pueden ser de vidrio, reutilizables por esterilización o de plástico, generalmente desechables. Pueden ser graduadas (contienen volúmenes específicos), en cuyo caso su aspiración se realizará con aspiradores para pipeta tipo pera o pipeta. La pipeta pasteur no contiene volúmenes graduados son muy utilizados en bacteriología y cuya aspiración se realiza con chupetes de goma. También nos encontramos con micropipetas utilizadas para la siembra de microlitros y mililitros en un determinado medio de cultivo. 2.3. PREPAPACION DE INOCULOS Un inóculo corresponde a una cantidad suficiente y representativa de microorganismos problema. Así pues, se debe partir, por un lado, de un, cultivo puro y, por otro lado, de una concentración adecuada de microorganismos problema. Si la muestra no es pura se aplicará distintos métodos para el aislamiento mediante técnicas específicas, como es el caso de la siembra por estrías en placa o por agotamiento, o la técnica de la placa invertida, que en general va a permitir el crecimiento más o menos separado de los microorganismos. Es muy útil usar medios de cultivo enriquecidos específicos y diferenciales que permitan el crecimiento del tipo de microorganismos concreto que buscamos. De esta forma, una muestra natural que en principio no es pura puede ser aislada y desarrollada como puro.  METODOS DE PREPARACION DE INOCULOS Si la muestra es sólida o semisólida se tomará siempre con asa de siembra estéril. Si la muestra es líquida se tomará con pipeta graduada o pipeta pasteur estéril en cantidad suficiente y, en ambos casos se homogenizará 74

2.4. PREPARACIÓN DE INÓCULOS Si la muestra es sólida o semisólida se tomara siempre con asa de siembra estéril. Si la muestra es líquida se tomará con pipeta graduada o pipera pasteur estéril en cantidad suficiente, y en ambos casos se homogenizará posteriormente en el medio específico de cultivo. Si la muestra tomada con asa de siembra estéril se adiciona a un medio líquido se homogenizará y se dejará crecer a la temperatura adecuada, que generalmente para organismos patógenos coincidirá con la temperatura corporal, dejándolos crecer aproximadamente 24 horas. En ocasiones excepcionales se hace necesaria la utilización de un rotavapor para que el crecimiento se establezca por igual en todo el medio líquido, aunque esto va a depender de su aplicación posterior y de la cantidad de inóculo que se requiera. Si la muestra se toma con asa de siembra estéril y se adiciona en un medio de cultivo sólido, se utilizara diferentes técnicas de siembra y posteriormente se verificará el cultivo, ej. siembra por agotamiento. Si la muestra se toma con pipeta graduada o pipeta pasteur y se adiciona a un medio liquido, se homogenizará la mezcla inicial por agitación y se dejará crecer a una temperatura de 37ºC por 24 horas. Es importante que los inóculos sean siempre jóvenes. Si la muestra se toma con pipeta graduada o pipeta pasteur y ésta se añade a un medio sólido, se extenderá con el asa de Digrasky, previamente estéril a través de toda la placa incubándose a a temperatura adecuada durante 24 horas. Se requieren también cultivos jóvenes. Los medios líquidos pueden ser agua destilada estéril, solución salina estéril o caldo de cultivo base. A veces es necesario partir de un inóculo con un número aproximados de microorganismos problema. En estos casos, los inóculos se establecen en medios líquidos y el número de microorganismos se recuenta de forma aproximada, por comparación de medios líquidos con diferentes gradientes de turbidez. Este es el caso de la escala de Mc-Farland formada por una batería de tubos cada uno de las cuales tiene distinta turbidez según la concentración de sulfato bárico. Cada tubo corresponderá a una determinada concentración de microorganismos. 2.5. METODOS DE INOCULACION O SIEMBRA (MÉTODOS DE AISLAMIENTO) El paso de una muestra microbiana aun medio de cultivo, ya sea líquido o sólido se denomina siembra o inoculación. El paso de una muestra microbiana de un medio de cultivo a otro se denomina resiembra. La siembra del inóculo puede realizarse en medio sólido o en medio líquido. 2.5.1. SIEMBRA DEL INÓCULO EN EL MEDIO SÓLIDO Estas siembras pueden darse en placa o en tubo. 2.5.2. SIEMBRA DEL INÓCULO EN PLACA 75

Todo aislamiento implica el agotamiento de una muestra sobre la superficie del medio sólido. Se va descargando gradualmente el inóculo, para que en los últimos planos del medio queden escasas células aisladas que en el ambiente nutritivo se irán multiplicando, logarítmicamente hasta formar colonias puras. Los métodos de aislamiento varían según el dispositivo de siembra y la forma de distribuir el inóculo. Cualquiera que sea el método ensayado, aprovechando el máximo de superficie del medio se logra el aislamiento de mayor número de cepas microbianas. CLASES DE SIEMBRA nn. Siembra por agotamiento o por estrías. oo. Siembra por difusión. pp. Siembra por diseminación. a. SIEMBRA POR AGOTAMIENTO: ESTRIA SIMPLE Con el asa de siembra (previamente esterilizado por flameado) se construye una cantidad adecuada de muestra problema depositando el inóculo en uno de los extremos superiores de la placa, a partir de aquí se realizará movimientos en zig - zag de un extremo a otro de la placa no tomándose en ningún momento nuevos inóculos y no levantándose el asa hasta concluir la siembra en toda la placa.

- ESTRIA MÚLTIPLE Se tomará la muestra problema con el asa de siembra previamente estéril y dicho inóculo se depositará en el extremo superior de la placa, extendiéndose de un extremo a otro de ésta solo en la parte superior. Flameado el esa de platino y girando ligeramente dicha placa repetiremos el proceso anterior que nos permitirá arrastrar la muestra desde uno de los bordes donde quedó la muestra hasta el otro extremo superior de la placa. Se vuelve de nuevo a flamear el asas de platino sin coger muestra como en el caso anterior y siguiendo la misma dirección se repite la operación hasta un total de cuatro o cinco veces, que son los que tienen cabida aproximadamente en una placa, teniendo en cuenta que el último tramo se efectuará hacia el interior de la misma. El resultado son colonias cada vez más separadas como consecuencia de que cada vez que se va arrastrando y separando más la muestra. Es importante que para separar estas colonias se realice en cada estría un flameado previo del asa de siembra. 76

- TECNICA DE LOS CUATRO CUADRANTES Con un rotulador para vidrio, en la base de la placa (reverso), se dibujan dos líneas perpendiculares que deberán cruzarse en el centro de la placa de tal forma que esta queda dividida en cuatro cuadrantes iguales. Se tomará con el asa de siembra estéril una cantidad de inóculo y se adicionará en el extremo superior de uno de los cuadrantes extendiéndose por todo ese cuadrante en forma de zig - zag. Realizamos la misma operación sin flamear el asa en todos los demás cuadrantes siguiendo un orden de tal forma que iremos arrastrando el microorganismo problema observándose en el último cuadrante las colonias más aisladas o separadas. - TECNICA DE LOS TRES GIROS Se rotula la placa en forma análoga al caso anterior. Se toma inóculo con el asa de platino y se siembra por estría la mitad superior de la placa. Sin flamear el asa de platino giraremos la placa unos 90º y volveremos a sembrar una segunda vez. Así sucesivamente hasta completar toda la siembre (girando de nuevo la placa 900) ésta técnica no es muy utilizada.

b. SIEMBRA POR DIFUSION (TÉCNICA DE BARRY) En este método, el medio de cultivo se mezcla con el inóculo, al solidificar las colonias crecen en diferentes niveles, los cuales servirán para contaje de colonias. 77

Para ello en el medio de cultivo previamente fundido (de 20 a 25 ml de medio a una temperatura de 45 a 50ºC) en el tubo, en el tubo se adicionará la cantidad de inóculo que oscila entre 0,1 a 0,4 y se homogenizará la muestra en el tubo mediante el vibrador. Una vez, constituida la muestra, se vierte ésta en la placa Petri estéril y se dejará solidificar, la mezcla también se podría realizar en la misma placa Petri, aunque la homogenización en este caso es más difícil. Esta técnica es utilizada, por ejemplo, para la determinación de CMI (concentración mínima inhibitoria) de un antibiótico frente a determinados microorganismos. c. SIEMBRA POR DISEMINACIÓN (CON ASA DE DIGRASKY). Consiste en adicionar el medio sólido, un inóculo que puede oscilar entre 0,2 y 1 ml según los casos con una pipeta graduada estéril, y posteriormente se extiende con el asa de Digrasky también estéril. Esta técnica se puede utilizar para el recuento de células viables, antibíogramas, etc.

2.6. SIEMBRA DEL INÓCULO EN TUBO a. SIEMBRA POR ESTRIA EN MEDIO SÓLIDO INCLINADO Se toma con asa de siembra previamente esterilizada por flameado una cantidad de muestra adecuada. Se añade al tubo desde el fondo de la superficie de ésta realizando movimientos ascendentes en zig - zag hasta completar toda la superficie del medio. Este método es utilizado para conservar cepas durante largos períodos, así como para la realización de ciertas pruebas bioquímicas como la prueba de ureasa.

b. SIEMBRA POR PICADURA Se suelen tomar con hilo de siembra aunque en algunas ocasiones también puede hacerse con asa de siembra. Consiste en introducir el asa en el medio de cultivo que se encuentra en el tubo hasta el fondo de esta y en posición central. Esta técnica se utiliza para la siembra de medios de cultivo semisólidos ej. medio de oxidación - fermentación de Hugh-Leiffson. 78

c. SIEMBRA POR PICADURA Y ESTRIA Consiste en la utilización de las dos técnicas anteriormente descritas. Este método se lleva a cabo cuando el medio es sólido y está inclinado. Primero se realiza la siembra por picadura y posteriormente la siembra por estría ej. prueba de medio KIA y la prueba en medio citrato entre otras.

2.7. CULTIVOS PUROS: AISLAMIENTO EN PLACA Y TRANSFERENCIA CELULARES El empleo de microorganismos en Biotecnología se fundamente en la obtención de cultivos puros, que están constituidos por una única especie microbiana. La mayoría de las aplicaciones en biotecnología conlleve el uso de cultivos puros. La mayoría de los métodos de obtención de cultivos puros se basa en algún método de dilución. El método más útil y práctico es el aislamiento en placa, en el que un cultivo mezclado se inocule y se extiende sobre la superficie de un medio de cultivo de modo que las células individuales queden separadas una de otras. Cada célula aislada crece ahora para formar una colonia y, por lo tanto, un cultivo (o clon) puro puesto que las células que componen la colonia son la progenie de una única célula original. Existen varios métodos para confirmar la pureza de un cultivo: 

Repitiendo la operación de aislamiento; una colonia aislada procedente de un aislamiento en placa inicial debería dar lugar al repetir la operación a colonias todas del mismo tipo, y cuya morfología concuerda con la del aislamiento inicial.



El examen microscópico de los organismos procedentes de una colonia deberían mostrar un único tipo celular. Los métodos diferenciales de tinción Gram, son útiles pare establecer que la colonia una mezcla de tipos microbianos diferentes.

79

Es necesario emplear una técnica aséptica para transferir los cultivos puros y para mantener la esterilidad a los medios y soluciones. Trabajando asépticamente, el biotecnólogo tome prudentemente las precauciones necesarias para prevenir la contaminación o de las soluciones con microorganismos no deseados.

III.

MATERIALES Y EQUIPOS Material de Vidrio qq.Tubos de ensayo (16 x 125) (13 x 100) rr. Placas petra ss. Pipetas 1ml, 5ml, 10 ml tt. Erlenmeyer Equipos uu.Estufa 37ºC vv. Autoclave Otros materiales ww. Gradillas xx. Mechero Bunsen yy. Asas de siembra zz. Algodón aaa. Pinzas Reactivo y Medios de cultivo bbb. Medios de cultivo A. Agar Mc Conkey B. Agar nutritivo C. Agar Saboraud D. Agar TSI, LIA (tubos pico de flauta) E. Agar SIM (tubos fondo) F. Caldo SIM

80

IV.

PROCEDIMIENTO DE MUESTRAS 4.1. SIEMBRA DE UNA MUESTRA LÍQUIDA CON EL ASA DE DIGRASKY Muestra: Inóculo de un cultivo puro Medio de cultivo: Agar nutritivo

____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 4.2. SIEMBRA POR AGOTAMIENTO O AISLAMIENTO EN ESTRIA Muestra: Microorganismos Medio de cultivo: Agar Mac Conkey Medio de cultivo: Agar EMB Medio de cultivo: Agar nutritivo Medio de cultivo: Agar Sabouraud Propósito: Obtener colonias aisladas para observar sus características ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 4.3. TÉCNICA DE LOS CUATRO CUADRANTES

Muestra: Muestra fermentada y de microorganismos Medio de cultivo: Agar Sabouraud Medio de cultivo: Agar Mac Conkey Medio de cultivo: Agar EMB Medio de cultivo: Agar nutritivo

Propósito: Obtener colonias aisladas para observar sus características ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________

81

V.

CUESTIONARIO

1. ¿Por qué razón no debes compartir el mechero de Bunsen? No debe compartirse el mechero Bunsen porque podría ocasionarse muchos accidentes por quemaduras ya que al turnarnos el mechero podría caer a la mesa y porque la zona de esterilización del mechero Bunsen no es tan amplia como para que dos alumnos lo utilicen.

2. ¿Cuál es la razón para flamear los tubos antes y después de cada transferencia? La razón para flamear los tubos antes y después de usarlos, es para matar los microorganismos que se encuentren fuera del tubo para no contaminar el espacio donde trabajamos ni contaminarnos nosotros; ya que podríamos contraer alguna enfermedad bacteriológica.

3. ¿Por qué debes evitar el usar el pulgar para sostener las tapas durante una transferencia? Debes evitar usar el pulgar para sostener las tapas durante la transferencia porque ese dedo es usado para manipular el asa de siembra, si usáramos el dedo pulgar para agarrar las tapas podríamos dejar caer muestra de los hongos o bacterias sobre la mesa y contaminaríamos toda el área de trabajo. 4. Explica por qué debes evitar que el asa llena de inóculo toque la boca del tubo fuente o del tubo a ser inoculado. El asa con el inoculo no debe tocar las boquillas de los tubos porque estas serán flameadas y los microorganismos presentes serán eliminados y por ende no habría siembra; tampoco debería tocar las boquillas porque al manipular los tubos podríamos chocarlas accidentalmente contaminándonos y contaminando el área de trabajo.

5. Cuando tomas un inóculo de un tubo con agar inclinado. ¿por qué es necesario tocar una parte estéril del agar con el asa antes de tocar el crecimiento bacteriano? Es necesario colocar el asa en una parte estéril para no quemar y matar al microorganismo que vamos a sacar del tubo para sembrarlo exitosamente en otro tubo.

82

6. ¿Por qué el asa debe ser flameada antes y después de todos los procedimientos de siembra? El asa debe ser flameada antes y después de todos los procedimientos de siembra para matar el exceso de microorganismos que quedaron pegados después de la siembra, esterilizándola para no contaminar nuestra área de trabajo.

7. ¿Por qué las placas de agar deben mantenerse invertidas durante la incubación? Las placas de agar deben permanecer invertidas durante la incubación para que para que el vapor de agua no caiga sobre los microorganismos e impida que su crecimiento bacteriano se realice de manera normal.

83

PRÁCTICA CARACTERÍSTICAS CULTURALES: MORFOLOGÍA DE COLONIAS

i.

OBJETIVOS -

ii.

Aprender las diferentes características de la morfología colonial utilizadas en la identificación de bacterias. Estudiar características culturales de crecimiento de los microorganismos en medio sólido Investigar las manifestaciones de crecimiento de los microorganismos en medio líquido MARCO TEÓRICO

GENERALIDADES: Para estudiar las características de los microorganismos (forma, estructura, tamaño, consistencia, cromogenesis y otros), es necesario sembrarlos y cultivarlos en medios de cultivos apropiados según el tipo de microorganismo, de tal forma que proporcione los nutrientes necesarios para su crecimiento y desarrollo. La siembra de microorganismos se realiza en medios sólidos y líquidos. Una colonia es una agrupación de bacterias formada a partir de la reproducción de una Unidad Formadora de Colonia (UFC) sobre un medio sólido; aunque varía de tamaño generalmente es visible a simple vista. Una UFC puede ser un solo microorganismo o bien un grupo de microorganismos de una misma especie como en el caso de bacterias que tienen tendencia a permanecer unidas como los estafilococos o los estreptococos. Las colonias bacterianas tienen una medida, forma, textura y en algunos casos color característicos, que aunque puede variar de acuerdo al medio en que se encuentren, es constante bajo condiciones controladas y depende de la especie bacteriana que la forme. Debido a que las características de las colonias ocurren en varios grados y combinaciones dependiendo de las bacterias y son a menudo muy uniformes, sirven para identificar bacterias en cultivos mezclados. Sin embargo, además de éstas características se requiere también estudiar la fisiología y propiedades inmunológicas de las bacterias para poder realizar una identificación completa. 84

La morfología colonial es comparable a una estadística ya que se deriva de una célula individual pero es la característica de la masa celular. Así pues, por ejemplo, la pigmentación es aparente en la colonia, pero no en la célula individual, en el caso de la consistencia mucosa de algunas colonias esta se deriva de la sustancia capsular en aquellas bacterias con cápsula muy grande. Medida de las colonias. ésta característica es bastante constante dentro de las especies y puede ir desde colonias muy diminutas hasta un diámetro de varios milímetros. Forma. Está determinada por su borde y su espesor. En las siguientes figuras se pueden observar varias formas, elevaciones y bordes de colonias bacterianas. Consistencia y textura. La consistencia de las colonias puede variar desde una colonia seca que puede moverse sobre el agar con el asa, hasta una colonia viscosa que se pega al asa y forma filamentos o hilos mucosos cuando se trata de separarla del agar.. La superficie puede ser uniformemente brillante y suave o puede ser estriada con muescas concéntricas o quebradas. Al examinar la colonia con luz transmitida puede aparecer con textura granular o amorfa. Pigmentación. Esta característica es muy común en las bacterias saprófitas en las que las colonias aparecen rojas, anaranjadas, amarillas, etc. De los microorganismos patógenos uno de los pigmentados más importantes es Staphylococcus aureus que tiene un color amarillo dorado. El pigmento no se aprecia en las células individuales a que se debe a gránulos intracelulares muy pequeños para verse con luz transmitida.

iii.

MATERIALES Y EQUIPO

Se utilizarán las placas y tubos sembrados en la práctica anterior. 1 mechero Bunsen 2 asa bacteriológica

85

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

TÉRMINOS DESCRIPTIVOS PARA LA MORFOLOGÍA DE COLONIAS EN LA SUPERFICIE DE UN MEDIO SÓLIDO

86

SUPERFICIE Lisa Rugosa Plegada CONSISTENCIA (probarla con el asa) Cremosa Membranosa COLOR Se usan términos comunes para definirlo y se especifica si el pigmento producido Difusible o no. CARACTERÍSTICAS ÓPTICAS LUZ TRANSMITIDA (observar a través de la colonia) Opaca: no permite el paso de luz Traslúcida: Deja pasar la luz sin permitir la completa visibilidad de los objetos Observados a través de la colonia. Transparente: Deja pasar la luz permitiendo ver claramente los objetos observados a través de la colonia. LUZ REFLEJADA (observar la superficie de la colonia) Opaca Brillante CULTIVO EN CALDO Al igual que en los medios sólidos, en los medios líquidos las características de la bacteria sembrada se reflejan en las características que presenta el caldo Inoculado como son: Turbidez: Opacidad más o menos densa, signo de crecimiento. Película: Crecimiento casi continúo sobre el líquido Sedimento: Depósito de células en el fondo del tubo que se resuspende al agitar Crecimiento en caldo Nutritivo

87

Crecimiento en medio semisólido

PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Anote las características coloniales de cada cepa en la tabla, basándose en el Texto, las figuras: AGAR EN SUPERFICIE Bacteria Forma Borde Elevación Superficie Consistencia

Color Luz transmitida Luz reflejada

88

CALDO Bacteria Película Turbidez Sedimento

MEDIO SEMISÓLIDO Bacteria Movilidad

iv.

CUESTIONARIO 1. Qué método utilizaría para reconocer un cultivo para reconocer un cultivo puro, joven, injuriado y envejecido.

Los métodos que utilizamos son: - Aislamiento por agotamiento - Aislamiento por siembra de diluciones - Primarias: tinción gran, tinción con lugol etc. - Secundarias : citrato, TSI, coagulosa malonato, etc

2. Por qué algunos microorganismos de importancia industrial desarrollan en caldo una característica de forma de película. Para lograr una resistencia física a los antibióticos y ala ataque de las células del sistema inmune, y por consiguiente las infecciones que se dan, son difíciles de tratar

89

3. ¿Cómo se visualiza el polisacárido extracelular y a qué bacteria puede corresponder? Los polisacáridos extracelulares sintetizado por las bacterias incluyen glucanos que constituyen uno de los componentes principales del biofilm Las glucanos están formados por la polimerización de unidades alfa D-glucosa con 0glucosidicos alfa (1-3) pueden ser el xantato polisacárido extracelular. 4. ¿Qué es la prueba de catalasa, cómo se realiza y qué utilidad tiene? Es una enzima que descompone al peróxido de hidrogeno (H2O2) en oxigeno y agua. La base esta prueba es demostrar la presencia de la enzima catalasa - Catalasa positivo: staphylococus aerus - Catalasa negativo: streotococus spp 5. ¿Cómo se interpretan los resultados de una prueba de fermentación de hidratos de carbono? a) Prueba -

Carbohidratos I Fermentacion de carbohidratos b) Medio de cultivo: base de rojo fenol y el carbohidrato

-

Lactosa Sacarosa Dextrosa manitol

c) Propósito Determinar si las bacterias se pueden utilizar este carbohidrato en especifico d) Inoculación e Incubación 24 a 48 horas 37ºC e) Tratamiento post-incubación - Ninguno -

f) Resultados Positivo o Medio amarillo o Acumulación de gases Negativo o Medio rojo 90

o La bacteria utiliza peptonas

PRÁCTICA CURVA DE CRECIMIENTO

I.

INTRODUCCIÓN Los cultivos bacterianos actúan como suspensiones coloidales, absorbiendo y reflejando la luz que incide sobre ellos. La turbidimetría mide la entidad de luz transmitida por la suspensión, mientras que la medida de la luz difractada recibe el nombre de nefelometría. Por estos procedimientos se puede estimar el número de bacterias en el cultivo, ya que, dentro de un rango, la luz absorbida o difractada por una suspensión bacteriana es directamente proporcional a la concentración de células en el cultivo. El espectrofotómetro es el aparato que se utiliza para la medida de la luz transmitida. Este aparato proporciona luz monocromática por medio de un filtro que permite sólo el paso de la longitud de onda elegida. La cantidad de luz transmitida por una suspensión bacteriana es medida por una célula fotoeléctrica e inversamente proporcional a la cantidad de bacterias. Normalmente la multiplicación bacteriana no se expresa como disminución de la luz transmitida (transmitancia), sino como aumento de la luz absorbida (absorbancia), ya que esta última es directamente proporcional al número de bacterias presentes en la suspensión. La relación entre la transmitancia y la absorbancia se expresa matemáticamente de la siguiente manera: Absorbancia = 2 - log % de transmitancia Para la medida de la luz difractada se emplea e! nefelómetro. Para el manejo práctico de los cultivos bacterianos en estudios de turbimetria es muy útil el uso de matraces con brazo lateral, ya que permite la realización de medidas sin necesidad de tomar muestras del cultivo, evitando así el riesgo de contaminación por la manipulación.

91

II.

OBJETIVOS 1) Determinar los principios generales en un crecimiento microbiano. 2) Realizar una curva de multiplicación bacteriana.

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO Durante el crecimiento celular, todos los constituyentes de la célula aumentan en cantidad, en la mayoría de organismos el crecimiento continuo hasta que la célula se divide en dos nuevas células, proceso denominado fisión binaria. Cada una de las células hijas recibe, un cromosoma completo, copias de todas las macromoléculas, monómeros e iones inorgánicos. El intervalo para la formación de dos células a partir de una se llama generación y el tiempo requerido para que esto ocurra se llama tiempo de generación o tiempo de duplicación,na entre los microorganismos, algunos crecen rápidamente y se dividen en solo 20 a 30 minutos, otros requieren de una a tres horas, otros de varias horas o incluso días. 3.1. CURVA DE CRECIMIENTO Si se inocula un medio liquido con células microbianas, procedentes de un cultivo que ha crecido a saturación, en el que se ha determinado el número de células variables por minuto periódicamente y trazamos una gráfica de ello, se obtiene una curva de crecimiento. Esta curva se divide en cuatro fases fundamentalmente y son las siguientes: 1. Fase de Rezago.- Llamado fase de adaptación, los microorganismos se encuentran desprovistos de metabolitos, enzimas y otros constituyentes que deben ser sintetizados hasta alcanzar concentraciones que permitan que el crecimiento se reinicie. 2. Fase Exponencial.- Llamada fase logarítmica, es consecuencia de la división celular y las nuevas células crecen en progresión geométrica, se sintetiza nuevo material celular a velocidad constante aumentando la masa en forma exponencial. 3. Fase Estacionaria.- Los nutrimentos se agotan y se acumulan productos metabólicos tóxicos. Aquí cesa el crecimiento de una población. 4. Fase de Declinación.- Llamada fase de muerte celular en el cultivo, varia con el microorganismo y condiciones de cultivo, la velocidad de mortalidad aumenta hasta alcanzar un nivel sostenido.

92

Fases de Crecimiento Latencia

Exponencial

Estacionaria

Rezago Adaptación

Logaritmo Divisón celular Crecimiento

Nutrientes se agotan Acumulan metabolitos tóxicos Sesa crecimiento

Muerte Declinación

1

8,0

Viables

Turbidez (densidad óptica)

0,75

0,5 7,0

Densidad óptica

Log 10 organismos viables/ml

9,0

0,25

6,0

5,0

0,1 Tiempo

IV.

PARTE EXPERIMENTAL 4.1 MATERIALES Y REACTIVOS - Cubres - Cultivo E. Coli sobre un slant de agar nutritivo - Cubetas - Caldo Luria Bertani estéril - Jeringa descartable de 10 cc. - Contómetro Equipo - Mechero Bunsen - Estufa de incubación a 37ºC - Microscopio - Espectrofotómetro

V.

METODOLOGIA 5.1. CRECIMIENTO EN MEDIO LÍQUIDO Curva de Crecimiento.- Las células que están creciendo en un cultivo discontinuo (en un matraz en agitación) normalmente experimentan cuatro diferentes estadios de crecimiento: una fase de latencia (lag), una fase de crecimiento estacionado, y una fase de muerte. Las células en fase de latencia, que proceden de una alícuota de un cultivo anterior que ha sido transferida a un medio nuevo, no crecen en seguida. Primero tienen que adaptarse al nuevo medio antes de comenzar a crecer a un ritmo rápido. La duración de esta fase de latencia depende de numerosos factores: la edad y genotipo del inóculo, de la temperatura, de la concentración en nutrientes del cultivo viejo y nuevo, de la aireación, y de la concentración de toxinas que pueden haberse formado en el cultivo viejo.

93

Una vez que las células empiezan a crecer rápidamente, se dice que han entrado en la fase de crecimiento logarítmica (log) o exponencial. En este estadio las células crecen rápidamente, y a diferencia de las células de las fases de latencia y estacionaria, la mayoría de las células se hallan en el mismo estado fisiológico. La velocidad de crecimiento durante la fase log depende del nivel de nutrientes y de la aireación de cultivo. La constante de velocidad de crecimiento (u) sirve para definir la velocidad de crecimiento de un cultivo durante un crecimiento equilibrado: u = In2/g (g es el tiempo medio de duplicación o tiempo de generación). Conforme se consumen los nutrientes en un crecimiento discontinuo y se van acumulando productos inhibitorios, la velocidad de crecimiento va disminuyendo, hasta llegar a detenerse al llegar el cultivo a la fase estacionaria. En la fase estacionaria las células no están todas en el mismo estado fisiológico; algunas todavía se están dividiendo mientras que otras ya han comenzado a morirse. Pero la población total se mantiene constante. Conforme se agota la mayor parte de los nutrientes, el número de células que mueren sobrepasa al número de células que se producen, y el cultivo entra en la fase de muerte. Realización (Fig. 1) (Todas las maniobras que se describen a continuación se deben realizar en condiciones de esterilidad en las proximidades del mechero.) 1. Añadir solución salina estéril al slant de E. coli hasta cubrirlo completamente (entre 2 y 3 mi) y resuspender las bacterias en la solución salina por agitación. 2. Tomar 0.5 ml de la suspensión bacteriana con una pipeta estéril y añadirlos a un matraz con 50 ml de Caldo Luria Bertani estéril. 3. Incubar el matraz en un baño termostatado a 37 ºC, con agitación (200 rpm). 4. Medir la absorbancia del cultivo a distintos tiempos (longitud de onda aconsejada: (540 nm). Ajustar el espectrofotómetro a 100 % de transmitancia con un tubo conteniendo Caldo Luria Bertani estéril antes de cada medida. 5. Recoger alícuotas de 9 ml del cultivo cada 15 minutos de incubación y colocadas en refrigeración hasta su lectura 6. Dibujar una curva de multiplicación con los datos obtenidos, colocando en el eje de abscisas los valores de tiempo y en el de ordenadas los de absorbancia.

94

95

Resultados Tiempo Absorbencia (min)

Absorbancia vs Tiempo

1 2 1

4

0.9

5

0.8

6 7 8

absorbancia

3

0.7 0.6 0.5

Serie…

0.4

9

0.3

10

0.2

11

0.1

12

0 0

100

200

13 tiempo

14 15 16 17 18 19 20 21

96

300

400

v.

CUESTIONARIO: 1. ¿Por qué se calibra el espectrofotómetro a 100% de transmitancia con medio de cultivo estéril? Se debe a que el aparato necesita ajustar la cantidad de luz emitida y recibida (desde la lámpara hasta el detector de luz), por lo cual el agua (debido a sus propiedades ópticas) es capaz (y solo ella) de realizar dicha operación para que las medidas registradas sean confiables. Un testigo es una mezcla parecida al problema a analizar sin el único componente que deseas medir. El patrón es una mezcla de concentración conocida que nos sirve de escala de comparación para tener una referencia con respecto a las medidas obtenidas. 2. ¿Por qué motivo puede ser de alguna forma útil conocer la curva de multiplicación de una bacteria? En el análisis de este fenómeno, es importante entender las dos curvas principales de crecimiento utilizadas por los científicos para visualizar y hacer predicciones sobre el crecimiento reciente de la población. Las implicaciones de nuestras expectativas en cuanto al crecimiento de la población son fundamentales para la economía mundial, la política global y la sostenibilidad ambiental.

3. Identificar en la gráfica las fases del desarrollo microbiano.

97

PRÁCTICA CONTEO DE CÉLULAS MICROBIANAS

I.

OBJETIVO Determinar el recuento directo de células microbianas con la cámara de contaje celular.

II.

FUNDAMENTO TEÓRICO Una suspensión celular se caracteriza por presentar un número de partículas microscópicas dispersas en un fluido. Habitualmente será necesario determinar tanto la densidad de las células en la suspensión como el porcentaje de éstas que son viables. Para determinar la densidad de las células se emplean diferentes técnicas, desde la relativamente simple cámara de contaje celular de la que existen numerosas variantes, entre ellas la que empleamos (cámara de Neubauer), hasta equipos automáticos de contaje celular como el “Cell Coulter”. Sin embargo, es posible determinar la densidad celular empleando métodos más sencillos. Nos basta con una cámara de contaje celular, por ej. La cámara de Neubauer, y un microscopio. Una cámara de contaje celular es un dispositivo en el que se coloca una muestra de la suspensión a medir. El dispositivo presente unas señales que determina un volumen conocido (x microlitros). Al contar bajo el microscopio el número de partículas presentes en ese volumen se pueden determinar la densidad de partículas en la suspensión de origen. La cámara de Neubauer es una cámara de contaje adaptada al microscopio de campo claro o al de contraste de fases. Se trata de un portaobjetos con una depresión en el centro, en el fondo de la cual se ha marcado con la ayuda de un diamante una cuadrícula como la que se ve en la imagen. Es un cuadrado de 3 x 3 mm, con una separación entre dos líneas consecutivas de 0.25 mm. Así pues el área sombreada y marcada L corresponde a 1 milímetro cuadrado. La depresión central del cubreobjetos está hundida 0.1 mm respecto a la superficie, de forma que cuando se cubre con un cubreobjetos éste dista de la superficie 98

marcada 0.1 milímetro, y el volumen comprendido entre la superficie L y el cubreobjetos es de 0.1 milímetro cúbico, es decir 0.1 microlitro.

Si contamos las cuatro áreas sombreada (L) observando un total de x células entre las cuatro áreas, la concentración en la suspensión celular será: Concentración en la suspensión (células / mL) == 10000 (x/4) En la imagen puedes observar el aspecto de una de las regiones marcadas como L y que en el microscopio se ven como una cuadrícula de 16 pequeños cuadrados de 0.25 milímetros de lado. Esta imagen ha sido tomada empleando un microscopio invertido de contraste de fases.

Existen numerosos modelos de cámaras de contaje celular adaptadas a su uso en microscopía. En la imagen puedes observar una cámara de Neubauer doble, como las que usas en el laboratorio de prácticas.

99

El recuento directo al microscopio es tedioso, pero es una forma rápida de estimar la cantidad de células microbianas, sin embargo, tiene algunas limitaciones:

1) No se distinguen las células muertas de las células vivas. 2) Las células pequeñas son difíciles de ver bajo el microscopio y posiblemente se omitan algunas células. 3) La precisión es difícil de lograr 4) Se requiere un microscopio de contraste de fases cuando no se ha teñido la muestra. 5) El método no es adecuado para suspensiones de células de baja densidad. En el asa de bacterias, en una suspensión de células con menos de 10 6 células por mililitro, se podran ver pocas o ninguna bacteria.

III.

MATERIALES Y REACTIVOS - Cultivo de E. coli - Matraz - Cámara del Neubauer - Estufa

IV.

- Cultivo de levadura - Pipetas -Pipeta Pasteur - Microscopio

METODOLOGÍA CARGANDO LA CÁMARA

Agita la suspensión celular con el vórtex. Aspira una pequeña cantidad de suspensión con una pipeta Pasteur. Deposita una gota pequeña en la superficie pulida de la cámara de recuento cerca del extremo del cubre. La suspensión entrará en la cámara por capilaridad. Una cámara adecuadamente llenada contiene células solo en el espacio contenido entre el cubre y la cámara de recuento. No debería sobrar fluido que cayera en los surcos.

100

CUESTIONARIO 1.- Investigue las características de: Cámara de cuenta de Petroff – Hausser, equipos automáticos de Contaje celular, Otros métodos de recuento celular

101

2.- Indique como diferencia las células viables de células totales. Una célula viable es definida como aquélla que es capaz de dividirse y formar una colonia en el medio de cultivo.Cada célula viable dará origen a una colonia visible después del tiempo adecuado de incubación. Células totales es la suma de células viables y células no viables.

3.- Describa los métodos directos e indirectos de contaje celular. o Recuento directo de bacterias al microscopio Es una técnica para determinar el número total de organismos de una muestra: Se utilizan cámaras de recuento (cámara de Petroff-Hauser) y visualización al microscopio. Es un método rápido del número total de células de una muestra pero no distingue entre viables o no viables. o Recuento directo con contadores electrónicos Se utiliza el contador Coulter recuenta el número de células suspendidas en un líquido, a su paso por un orificio por donde fluye la corriente eléctrica. Se puede determinar a su vez el tamaño de las células pero tampoco distingue entre viables, muertas o partículas. o Recuento en filtros de membrana En este método el recuento se realiza por filtración de un volumen de la muestra a través de un filtro de membrana de tamaño adecuado para retener a las bacterias (0.22-0.45 µm). Una vez filtrada la muestra, el filtro se coloca sobre un medio de cultivo sólido y se incuba. El recuento del número de colonias formadas sobre el filtro determina el número total de bacterias en la muestra filtrada. Es un método útil cuando el número de bacterias presentes en la muestra es muy bajo. Se utiliza con frecuencia para determinar el número de bacterias en agua. o Recuento en placa por siembra en profundidad. Consiste en añadir medio de cultivo fundido y enfriado a 50ºC sobre placa de Petri que contiene una cantidad determinada de la muestra diluida. Se tapa la placa y se rota para mezclar la muestra en el agar. Cuando el agar solidifica se incuban las placas. Las colonias se desarrollan tanto dentro del agar como en la superficie. Es un método generalmente utilizado para el recuento de microorganismos anaerobios facultativos o microaerofilos.

102

o Recuento en placa por siembra en superficie Consiste en la siembra de un volumen conocido de la dilución de la muestra sobre la superficie de un medio de cultivo en placa Petri. En este método todas las colonias crecen sobre la superficie del medio. Generalmente se utiliza esta técnica para el recuento de bacterias aerobias.

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BIBLIOGRAFIA BARRETO, Miriam. 1994. Manual Práctico de Microbiología General. Canoabo CARPENTER, Philip. 1969. Microbiología. 2da Edición. Editorial Interamericana, S.H. México. PELCZAR. 1990. Microbiología. 2da Edición. Editorial. Mc Graw-Hill. México. WALTER, W.G. 1980. Introducción a la Microbiología. Editorial Continental. México. GRASSINI, Luis. 1967. Microbiología Agraria. UCV-Facultad de Agronomía. Caracas-Venezuela. BLAIR, J. 1970. Manual Clínico de Microbiología. Bethesda. AMERAtlas, Ronald M. “Ecología Microbiana y Microbiología ambiental”. Pearson, España, 2006. FARRAS, Ramón Parés J. “Bioquímica de los Microorganismos”. Ed. Reverté, S.A., España, 1997. INGRAHAM, John L. “Introducción a la Microbiología”. Ed. Reverté, S.A., España, 2000. JAY, James M. “Microbiología Moderna de los Alimentos”, Ed. Acribia, S.A. España, 1992. LEVEAU, J.Y. “Microbiología Industrial: Los microorganismos de interés industrial”. Ed. Acribia, S.A. España, 2000. OKAFOR, Nduka. “Modern Industrial Microbiology and Biotechnology” Science Publishers, United States of America, 2007. PRESCOTT, Lansing M. “Microbiología”. McGraw – Hill. Interamericana, España 1999. TORTORA Gerard J. “Introducción a la Microbiología”. Ed. Acribia, S.A. España, 2002. WAITES, Michael J. “Industrial Microbiology: An Introduction”, Blackwell Science Ltd, Oxford, 2001. WARD, Owen P. “Biotecnología de la Fermentación”, Ed. Acribia, S.A. España, 1991.

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