Microbiología 2012

Dr. Alejandro Dinamarca T.

Microbiología de los Alimentos

MICROBIOLOGÍAMICROBIOLOGÍADefiniciónDefinición

• Estudio de organismos, normalmente, no observables a ojo desnudo, que emplea métodos y técnicas que permiten métodos y técnicas que permiten observar, aislar, cultivar, propagar y manipular estos microorganismos.

Objeto de estudioObjeto de estudio• Organismos inferiores a 1 milímetro de

diámetro.

MicroalgasBacterias

Microalgas

ProtozoosHongos

Métodos Métodos y y técnicastécnicas

Esterilidad

Medios de cultivoAislamientoAislamientoPropagación y cultivo

Microscopía

AGRICULTURA ALIMENTOS

ENFERMEDADES

DiagnósticoTratamiento y cura

Fijación de nitrógenoCiclo de nutrientes

PreservaciónFermentaciónAditivosCalidad

AMBIENTE/ENERGÍA BIOTECNOLOGÍA

Tratamiento y curaPrevenciónDetección de nuevas enfermedades

Bio combustibles Metano EtanolBioremediaciónBiominería, lixiviación de metales.

Nuevos farmacéuticosTerapia génicaMos modificados genéticamente

Tipos de daños producidos por contaminación microbiológica

de los alimentos

BiodeterioroSalud

Intoxicación

Directos

Extrinsecos

Directos

Intoxicación

Infección

Economía

Indirectos

Desequilibrio nutricional

Extrinsecos

Intrinsecos

Indirectos

Importancia de la Microbiología Importancia de la Microbiología en la sociedad humanaen la sociedad humana

• Elaboración de alimentos (pan, queso, cerveza)

• Salud humana (vitaminas, vacunas, antibióticos, enzimas)

• Enfermedades (tuberculosis, cólera, tétanos, • Enfermedades (tuberculosis, cólera, tétanos, paludismo, ETS)

• Relación con acontecimientos históricos.i) Caída del Imperio Romano.ii) Conquista del Nuevo Mundoiii) Regulación de la población. Peste negra.

Importancia de la Microbiología Importancia de la Microbiología en la naturaleza.en la naturaleza.

• Funcionamiento de los ciclos Biogeoquímicos.i) Carbonoii) Nitrógenoiii) Azufreiv) Oxígeno

• Producción primaria. Esto es generación de biomasa a partir de fotosíntesis.

• Desarrollo de la microbiología ha permitido sentar las bases de la revolución de la biomedicina.

• También permitió el surgimiento de la Biotecnología Moderna. Aplicando el conocimiento en áreas como la Biotecnología Ambiental, Biotecnología de los Alimentos y farmacéutica.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento de los microorganismos

•Lucrecio (98-55 a C) y Fracastoro (1478-1553) propusieron que las enfermedades eran producidas por “Criaturas Invisibles” .

•Antony van Leeuwenhoek (1632-1723), Observa y describe organismos microscópicos utilizando microscopios construidos por él mismo.

Anton van Leeuwenhoek

• Comerciante Holandés, 1632-1724.• Desarrollo del primer microscopio.• Primer hombre en observar MO.• Principales observaciones:

– Bacterias– Bacterias– Protozoos– Capilares sanguíneos– Espermatozoides

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento de los microorganismos•Leeuwenhoek publicó sus decubrimientos a través de cartas dirigidas a la Royal Society de Londres. Lo detallado de sus descubrimientos,permiten establecer que Leeuwenhoek,permiten establecer que Leeuwenhoek,observó bacterias y protozoos.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaLa generación espontáneaLa generación espontánea

•Francisco Redi (1626-1697), a través de experimentos con carne putrefacta postula lo incorrecto de esta teoría.

•Tras el decubrimiento del mundo microscópico realizado por Leeuwenhoek, algunos pensadores reanudan la controversia acerca de la generación espontánea. Se plantéa que los microorganismos se desarrollan por plantéa que los microorganismos se desarrollan por generación espontánea.

•En 1749 Lazzaro Spallanzani, postula que la vida es transportada por el aire.

TIEMPO

Agua con semillas Agua con semillas

Louis Pasteur

• Químico Francés, 1822-1895.

• Enantiómeros del ácido tartárico.tartárico.

• Relación Industria-Ciencia.

• Algunos descubrimientos:– MO eran capaces de llevar a cabo fermentación láctica.

Aire

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaPasteur 1861Pasteur 1861

Líquido no estéril Se tuerce el cuello delFrasco.

Esterilizar ellíquido por calor

El polvo y Mos quedan atrapados en la pared

TIEMPO

Extremo abierto

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaPasteur 1861Pasteur 1861

Medio de cultivo esenfriado.

Medio de cultivo seMantiene estéril sin crecimiento.

TIEMPO

TIEMPO

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaPasteur 1861Pasteur 1861

El cultivo aún estérilse pone en contacto con la

pared del frasco.

El cultivo pierde su esterilidad y se pone turbio

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiología•John Tyndall (1877), demuestra que la causa de la contaminación de cultivos estériles se debe a la presencia de partículas transportadas por el aire. Desarrolla el método conocido actualmente como conocido actualmente como Tindalización.

•Tyndall fue el descubridor de microorganismos resistentes a altas temperaturas.

•Ferdinand Cohn descubrió la existencia de endosporas bacterianas resistentes al calor.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentes Descubrimiento del papel de los microorganismos como agentes causales de enfermedades.causales de enfermedades. Galeno (129-199), y hasta mediados del

XIX se pensaba que la causa de las enfermedades se debía a “Miasmas” o al desequilibrio en lo cuatro humores:Sangre, Flema, Bilis amarillo, Bilis negra.

Agostino Bassi (1835). Observa que un microorganismo puede ser el agente causal de una enfermedad, al demostrar su relación entre la enfermedad del gusano de seda y una afección micótica

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentes Descubrimiento del papel de los microorganismos como agentes causales de enfermedades.causales de enfermedades.

Irlanda, 1845, M. J. Berckeley

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentes Descubrimiento del papel de los microorganismos como agentes causales de enfermedades.causales de enfermedades.

Joseph Lister (1827-1912). De manera indirecta, demuestra que son los microorganismos los agentes causantes de las infecciones que las infecciones que aquejaban a los enfermos luego de sus operaciones.

Desarrolló un método de cirugía en condiciones asépticas usando fenol como agente de desinfección.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentes Descubrimiento del papel de los microorganismos como agentes causales de enfermedades.causales de enfermedades.

Bacillus antrhacis como agente causal del carbunco.

•Robert Koch (1876), demostró de manera directa la relación entre microorganismos patógenos y cierto tipo de enfermedades.

•Koch, desarrolló una metodología especial para determinar esta relación, la que actualmente es conocida como “Postulados de Koch”.

Robert Koch

• Médico alemán, 1843-1910.• Algunos descubrimientos:

– MO causantes del carbunco.– Contagio de MO.– Esporas: Estucturas de resistencia.– Esporas: Estucturas de resistencia.– MO crecen en colonias definidas y específicas.

– BACILO DE LA TUBERCULOSIS “BACILO DE KOCH”

– Bacilo que provoca el cólera

Postulado 1

Animal enfermo Animal sano

Postulados de Koch.

Bacteria patógena

Glóbulorojo

Postulado 1El microorganismo patógeno sospechoso debe estar presente en todos los casos de los individuos enfermos y ausente en los sanos

Glóbulorojo

Postulados de Koch.

Postulado 2El microorganismo patógeno sospechoso patógeno sospechoso debe ser aislado y crecido en cultivo puro

ColoniasPuras Inocular animales sanos

con el microorganismo aislado

Postulado 3Las células de un cultivo puro del MO patógeno sospechoso debe causar la

Infestar animales sanos con las células del patógeno sospechosos

Postulados de Koch.

debe causar la enfermedad en animales sanos.

Extraer muestras de sangre o de tejidos y observar.

Animal enfermo

Postulado 4El microorganismo debe ser re aislado y

Postulados de Koch.

Extraer muestras de sangre o de tejidos y observar.

Cultivar en laboratoriodebe ser re aislado y

debe ser el mismo que el original del primer animal.

Cultivo puro

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento de los virusDescubrimiento de los virus

Charles Chamberland, colaborador de Pasteur, desarrolló un método para filtrar partículas más pequeñas que las bacterias usando un filtro de porcelana.De esta forma se descubrió que la enfermedad del mosaico del tabaco era causada por un virus.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDesarrollo de las vacunas y de la inmunología.Desarrollo de las vacunas y de la inmunología.

•Se estudia la resistencia de los animales a determinadas enfermedades.•Se desarrollan técnicas para proteger a los humanos de agentes patógenosbacterianos y virales.•Roux, un colaborador de Pasteur estudiando “el cólera de los pollos” observóque el cultivo por largos períodos de tiempo del agente causal de la enfermedad,producía una variedad de bacteria que perdía su capacidad de generarenfermedad, “capacidad infectiva”. A estos cultivos les llamó Atenuados.•A su vez observó que al inyectar estos cultivos atenuados en las aves, éstas desarrollaban la atenuados en las aves, éstas desarrollaban la enfermedad pero eran capaces de resistirla., permaneciendo sanas. •Pasteur, denominó a estos cultivos atenuados, vacunas en honor a Edward Jenner, quien fue el que utilizó estos cultivos para proteger a las ordeñadoras de la viruela.•En base a estos avances, Pasteur y Chamberland, desarrollaron una vacuna atenuada contra el carbunco, y posteriormente, Pasteur haría lo propio para la rabia.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaToxinas y antitoxinas.Toxinas y antitoxinas.

•La producción de toxinas es un mecanismo de patogenicidad desarrollado por los microorganismos par invadir al hospedario.•Entre las enfermedades causadas por toxinas bacterianas están: la difteria, el botulismo.•Emil von Behring y Kitazato, usando una metodología de filtrado de bacterias y usando el sobrenadante, lograron aislar la usando el sobrenadante, lograron aislar la tóxina que causa la difteria.

•Posteriormente, la inactivaron mediante calor (por cambio leve en su estructura molecular) y luego la inyectaron en conejos. De esta manera se produjeron los primeros anticuerpos.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaToxinas y antitoxinas.Toxinas y antitoxinas.

•Usando esta metodología, se desarrolló una antitoxina contra el tétanos.