El laboratorio de microbiología: seguridad y técnicas de esterilización

Microbiología e higiene de los alimentos

El laboratorio de microbiología

Tabla de contenido

1. Introducción a la microbiología
2. Clasificación de los microorganismos.
3. Bacterias
1. Estructura bacteriana
2. Toxinas bacterianas
3. Morfología y agrupaciones bacterianas
4. Reproducción bacteriana
5. Nutrición bacteriana
6. Crecimiento bacteriano
7. Tiempo de generación y termodestrucción
4. Virus
5. Transposones, viroides y priones
6. Microorganismos con organización celular eucariota
1. Protozoos
2. Hongos microscópicos
3. Algas microscópicas
7. Seguridad en el laboratorio de microbiología.
8. Técnicas de limpieza, desinfección y esterilización.
1. Limpieza
2. Desinfección
3. Esterilización
9. Gestión de residuos

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0 1Microbiología e higiene de los alimentos

Introducción a la microbiología

La microbiología es una de las ramas que integran la biología y se enfoca en el estudio de los microorganismos. Se dedica a su clasificación, descripción, distribución y al análisis de sus formas de vida y funcionamiento. En el caso de los microorganismos patógenos, la microbiología estudia, además, su forma de infección y los mecanismos para su eliminación. El objeto de estudio de la microbiología son aquellos organismos no perceptibles al ojo humano, por lo que un instrumento propio de esta rama de la biología es el microscopio, inventado en el siglo XVII.

Microorganismos: Aquellos seres vivos que, por ser de pequeño tamaño, no pueden ser visualizados por el ojo humano, por lo que se necesita un microscopio. Para el estudio de este tipo de seres vivos se necesitan unas técnicas llamadas microbiológicas, en las que además del microscopio, se necesitan otras técnicas que se aplican sobre cultivo puro.

Entre los organismos que estudia la microbiología se encuentran los agregados celulares eucariotas y procariotas, las células, hongos, virus y bacterias y todos aquellos elementos microscópicos.

Ramas de la microbiología según el ámbito de apliación

Dentro de la microbiología se identifican diferentes subdisciplinas de acuerdo a su objeto de estudio. Algunas de ellas son las siguientes:

• Microbiología sanitaria. Se dedica al estudio de aquellos organismos que contaminan los alimentos y ponen en riesgo la salud de quien los consuma.
• Microbiología veterinaria. Se dedica al abordaje de los microorganismos que afectan a la salud de los animales.
• Fitopatología. Aborda las enfermedades que algunos protistas, bacterias, virus u hongos pueden generar en plantaciones.
• Microbiología médica. Estudia aquellos microorganismos que son causantes de enfermedades para el ser humano y tiene en cuenta su tratamiento y transmisión.
• Microbiología agrícola. Aborda las bacterias y hongos que se desarrollan en los cultivos y estudia cómo la interacción entre unos y otros puede resultar beneficiosa.
• Genética microbiana. Analiza la regulación y organización de los genes microbianos.
• Ecología microbiana. Aborda el comportamiento de las poblaciones de microbios y la interacción con su hábitat.
• Fisiología microbiana. Estudia el funcionamiento de las células microbianas.
• Microbiología evolutiva. Se aboca al estudio de la evolución de los microbios. (1)
• Microbiología de los alimentos: estudia las implicaciones alimentarias de los microorganismos, incluyendo los aspectos microbiológicos de la seguridad y de la calidad de los alimentos, así como las fermentaciones de éstos. (2)

Se pueden distinguir varios aspectos diferentes en la microbiología de alimentos:

Los microorganismos como productores de alimentos. Desde siempre se han utilizado microorganismos para producir alimentos usándolos incluso sin sospechar su existencia. En algunos casos los procesos microbianos dan lugar a alteraciones en los alimentos que les confieren más resistencia al deterioro o características organolépticas (sabor, textura, etc.) más deseables. La mayoría de los procesos de fabricación de alimentos en los que intervienen microorganismos se basan en procesos fermentativos, de los que 2Microbiología e higiene de los alimentos debemos destacar la fermentación láctica. Los alimentos fermentados comprenden productos lácteos, cárnicos, vegetales fermentados, pan y similares y productos alcohólicos.

Los microorganismos como agentes alterantes de los alimentos. Un alimento alterado el que presenta cambios en las características organolépticas desagradables extraños. La alteración de alimentos es una causa de pérdidas económicas muy importante: aproximadamente el 20% de las frutas y verduras recolectadas se pierden por alteración microbiana. Los agentes alterantes pueden ser bacterias, hongos y levaduras, siendo bacterias y hogos los más importantes (los virus y los parásitos no alteran el alimento).

Los microorganismos como agentes patógenos transmitidos por los alimentos. Ciertos microorganismos patógenos son potencialmente transmisibles a través de los alimentos. En estos casos, las patologías que se producen suelen ser de carácter gastrointestinal, aunque pueden dar lugar a cuadros más extendidos en el organismo e, incluso, a septicemias. Estos son los microorganismos que estudiaremos en este módulo, de forma individualizada en el bloque de higiene de los alimentos. (3)

Bicdeterioro Biodegradación y Taronomía Filogenia y Diversidad Docencia y Difusión de la Microbiologia Microbiologia de Plantas ss Hongos Filamantesos y Levaduras SOCIEDAD ESPAÑOLA DE MICROBIOLOGÍA Microbiologia Melecular Biologia de los Microorganismos Patógenos Microbiología Industrial ¥ Biotecnología Microbiata Microbiologia dalne Almantus 0 Microbiologia del Maslio Acótice MII

Figura 1 Ramas de la microbiología

KA

Ramas de la microbiología según los agentes microbianos.

A la hora de abordar los agentes microbianos que generan patologías infecciosas, se identifican cuatro ramas dentro de la microbiología:

• Parasitología. Se enfoca en el estudio del parasitismo e incluye los parásitos eucariotas como por los helmintos, los protozoos y los artrópodos. Esta rama también aborda las enfermedades o parasitosis que afectan a plantas, seres humanos y animales.
• Bacteriología. Se dedica a estudiar las bacterias y las enfermedades que generan.
• Micología. Se aboca al estudio de hongos.
• Virología. Estudia los virus, los clasifica y analiza su evolución, estructura, formas de infectar y de albergarse en células huéspedes y su interacción con ellas. Por otro lado, aborda las enfermedades que generan los virus y el desarrollo de técnicas para su cultivo, aislamiento y aprovechamiento.(4)

3Microbiología e higiene de los alimentos

Rangos de los grupos taxonómicos

Un grupo taxonómico es un grupo de microorganismos tratados como un grupo con nombre en una taxonomía formal. Las categorías taxonómicas que se dan a continuación están colocadas en rango taxonómico descendente: Clase / Orden / Familia / Género /Especie.

Clasificación de los microorganismos

a) Microorganismos con organización celular Procariotas Arqueobacterias Eubacterias - Poseen membrana celular Eucariotas Protozoos - Tienen como ácidos nucleicos tanto ADN como ARN. Algas microscópicas Hongos microscópicos b) Microorganismos sin organización celular Virus - No poseen membranas Viroides - Nunca están presentes los dos ácidos nucleicos juntos (ADN o ARN) Priones - Son parásitos estrictos de los que tienen organización celular, pues carecen de metabolismo.

Bacterias

SINSTITUTO

Estructura bacteriana

Son organismos unicelulares muy pequeños y relativamente sencillos, cuyo material genético no está rodeado por una membrana nuclear, por ello se llaman procariotas. Estructuralmente están constituidas por:

Elementos obligados: están presentes en todas las bacterias y son indispensables para la vida de la bacteria, que son la pared celular, la membrana plasmática, el citoplasma, los ribosomas y la región nuclear.

Elementos facultativos: pueden o no pueden estar en la bacteria. Son endospora, inclusiones citoplasmáticas, cápsula, flagelos y pili.

Elementos obligados

• La pared celular bacteriana recubre la membrana celular y mantiene la integridad de la célula. Las bacterias se han clasificado durante mucho tiempo según su pared celular en Gram+ y Gram- (5).Las bacterias Gram positivas tienen una gruesa capa de mureina o peptidoglicano (de 20 a 80 nm de espesor) en su pared, mientras que las bacterias Gram negativas tienen una capa de peptidoglicano (2 nm) más fina y una capa más externa de lipopolisacáridos, lipoproteínas y lípidos. (6)

4Microbiología e higiene de los alimentos

LPS Porina Ácido lipoteicoico Membrana externa« Ácido teicoico UXJAUJI Peptidoglicano - O C O O Membrana citoplasmática Pared de las bacterias Gram positivas Pared de las bacterias Gram negativas

Figura 2 Pared de las bacterias Gram+ y Gram -

GRAM [+] CELL-WALL GRAM [-] CELL-WALL Teichoic acid Lipoteicholc acid O-specific side chains Porin Lipopolysaccharide Peptidoglycan Outer membrane Broun's lipoprotein Periplasmic space Peptidoglycan Periplasmic space- Plasma membrane and integral proteins Plasma membrane and integral proteins N

Figura 3 Pared de las bacterias Gram+ y -

U

Las funciones más las importantes de la pared celular bacteriana son:

Proteger a la bacteria de cambios externos, - Mantiene la morfología de la célula. Desempeña un importante papel en la resistencia a los antibióticos, - Permite el paso selectivo de algunas sustancias Está implicada en la patogenia de la bacteria. (5).

La membrana plasmática (membrana celular) bacteriana es la estructura de tipo bicapa proteo-lipídica que delimita al protoplasto. Su proporción proteínas: lípidos es superior a la de las membranas celulares eucarióticas (8). La membrana plasmática presenta invaginaciones, que son los mesosomas, donde se encuentran enzimas que intervienen en la síntesis de ATP, y los pigmentos fotosintéticos en el caso de bacterias fotosintéticas. (7).

Esta membrana tiene varias funciones diferentes.

Barrera osmótica: permite el transporte de nutrientes dentro de la célula y de sustancias tóxicas fuera de la célula. Interviene en procesos bioenergéticos (fotosíntesis, respiración).

5 b - 0 O Espacio periplasmático C ATERRA