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Preparación de medios de cultivos y Métodos de Siembra , 20/09/2020 - 23/09/2020 Universidad de la Guajira Facultad de Ciencias Básicas y Aplicadas Programa Biología RESUMEN Para el estudio de microorganismo bacterianos se han diseñado diversos medio de cultivos y métodos de siembras que permiten primero crear las condiciones artificiales de sus medio natural, para su crecimiento, conservación, transportación, además de medios selectivos que solo permiten el desarrollo de cepas específicas, segundo la siembra de bacterias podemos percibir estructuras morfológicas sea microscópicamente o macroscópicamente, como su crecimiento en colonia características como su forma color entre otras , el cultivo bacteriano además permite aislar bacterias específicas y tener cultivos puros, existen diferentes medios de cultivos dependiendo lo que se quiere buscar y una variedad de métodos de siembras, en el siguiente trabajo se muestra la aplicabilidad de diferentes técnicas de medios de cultivo y de siembras y el aislamiento de bacterias en diferentes medios, sólidos y acuosos e interiorizar en el reconocimiento de los materiales empleados en la siembra de microorganismos y su correcta utilización INTRODUCCIÓN Los medios de cultivo son una mezcla de nutrientes que, en concentraciones adecuadas y en condiciones físicas óptimas, permiten el crecimiento de los microorganismos. La diversidad metabólica de estos es tan grande que la variedad de medios de cultivo es enorme, no existiendo un medio de cultivo universal adecuado para todos ellos, ni siquiera refiriéndonos a las bacterias con exclusividad. Estos medios son esenciales en el Laboratorio de Microbiología por lo que un control en su fabricación, preparación, conservación y uso, asegura la exactitud, confiabilidad y reproducibilidad de los resultados obtenidos. En los laboratorios de microbiología se utilizan diferentes tipos de medios de cultivo que pueden ser preparados en forma líquida o en forma sólida. Usualmente para preparar un medio sólido, se parte de un medio líquido al que se le añade un agente solidificante como el agar, la gelatina o la sílicagel. ESTADO DEL ARTE Medios de cultivo Un medio de cultivo es una simulación artificial del medio de donde se alimenta un microorganismo, por lo que este debe tener los factores de crecimiento (dieta alimentaria), y las condiciones ambientales (pH, temperatura, entre otras), ideales para el crecimiento de estos microorganismos, ya que no existe un cultivo universal que abarque todas la bacterias y su manejo existen una diversidad de cultivo e ingredientes para su preparación. Algunos de los constituyentes más utilizados Agar: actúa como agente gelificante, para dar consistencia al medio de cultivo y está compuesto por un polisacárido que se obtiene de ciertas algas marinas y su gelificación está alrededor de los 40°C dependiendo de su concentración. Extractos: están hecho a partir de tejidos animales o vegetales (carne, semillas, hígado), que son extraídos con agua y calor para pulverizarlos Los más utilizados son el extracto de carne, de levadura y el de malta Peptona: son una mezcla de compuestos orgánicos, nitrogenadas y sales minerales, que se obtienen de proteínas animales estas son ricas en péptidos y aminoácidos Fluidos corporales: (suero o plasma sanguíneo) estos son utilizados para el cultivo de microorganismos patógenos, sobre todo para conseguir el primer aislamiento a partir del hospedador Sistema amortiguador: estos son utilizados para mantener el rango de pH óptimo para el crecimiento de microorganismos Indicadores de pH: estos permiten detectar las variaciones de pH dentro del cultivo Agentes Reductores: estos se añaden con el objetivo cultivar gérmenes de tipo microaerófiloz ò anaerobios, los más empleados la cisteína y el tioglicolato Agentes selectivos : estos actúan como agentes selectivos hacia ciertas baterías permitiendo solo el crecimiento de estas (Collins & Lyne 1989) Tipos de medios de cultivos Medios generales: permiten el crecimiento de una gran variedad de microorganismos. Medios de enriquecimiento: favorecen el crecimiento de un determinado tipo de microorganismo sin llegar a inhibir totalmente el crecimiento de los demás. Medios selectivos: Solo permiten el crecimiento de un tipo de microorganismos determinado, inhibiendo el desarrollo de los demás. Medios diferenciales: Ponen de manifiesto propiedades que un determinado tipo de microorganismos posee (Difco y BBL, 2003) Preparación de medios de cultivo: La mayoría de los medios de cultivos que son comercializados están en la forma liofilizada a los que hay que rehidratar como se muestra en la fig 1, se pesa la cantidad del medio y se procede a rehidratar en agua destilada siguiendo los pasos del fabricante, las sustancias termolábiles se esterilizan, por filtración en el autoclave y se enfrían a temperatura ambiente si se trata de medios con agar, si es medio líquidos se reparte el contenido en los recipientes a usar y se esterilizan si en medio sólidos se distribuye en los tubos o matraces y se funde el agar en baño de maría u horno microondas, una vez homogéneo, se distribuye y se esteriliza en autoclave, terminado el tiempo de esterilización, se deja enfriar a temperatura ambiente y en caso de estar en tubos se inclinan a 45 grados si los que se pretende es que el medio tenga la forma inclinada o pico de flauta y si el medio se va a llevar a las Petri se esterilizan previamente y se vierte el medio de cultivo agitando para mantener la mezcla homogenizada y evitar sedimentación del agar (Merck, 2002) Fig. 1: muestra la elaboración de un medio de cultivo bacteriano en el laboratorio (Merck, 2002) Métodos de siembra Denominamos siembra al método de cultivar bacterias en un medio de cultivo y se realiza con el fin de obtener colonias de microorganismos, con el objetivo de conocer las características morfológicas microscópicas y macroscópicas a partir de su crecimiento, existen diferentes tipos de siembra según su finalidad Siembra por placa vertida: se vierte 1 ml de muestra en la base de una caja de Petriestéril, como se observa en la fig 2 y luego entre 15 y 20 ml de agar fundido, que no esté a una temperatura mayor de 40°C se tapa la caja y se da movimientos de rotación para homogeneizar la muestra se espera a que se solidifique y se lleva a incubar esta metodología se utiliza para el recuento de colonia (Madigan et al., 2009) Siembra por extensión con asa de vidrio: sobre la superficie del medio de cultivo que se encuentra previamente en la caja de Petri esterilizados se dispensa 1ml de muestra y con el asa de vidrio se extiende la muestra uniformemente como muestra la fig 2, tapar la caja y llevar a incubar y su objetivo es el recuento de colonias (Madigan et al., 2009) Siembra por estría en placa: con un asa esterilizada se toma una muestra de la colonia del cultivo y se coloca el inóculo en una de la orillas de la caja Petri y se realizan estrías en forma de espiral sobre el agar y se lleva a incubar fig: 3, este método se utiliza para obtener cultivos axénicos o puros y identificar las bacterias (página web USAL) Siembra por agotamiento en caja de Petri : este método lo que se busca es obtener colonias separadas a partir de un inóculo para ello se toma el asa y se esteriliza llevándolo al punto de incandescencia, ya enfriado se toma una muestra del cultivo bacteriano y desde una de las periferias de la caja Petri se hacen movimientos en formas de estrías como se observa en la fig 3, deslizándose de manera suave y sin romper el agar. (página web USAL) Siembra con hisopo: este método se utiliza para tomar muestra sobre la superficie con el fin de estimar su población microbiana o para realizar la difusión del inóculo, en pruebas de susceptibilidad en antibióticos Siembra por inoculación en caldos: este método se utiliza para aumentar o acelerar el crecimiento del microorganismo, para este se toma una muestra del cultivo sólido con el asa y se lleva a un cultivo líquido donde se agita el asa, en un tubo de muestra previamente flameado la boca del tubo Siembra por picadura en tubo: para estoma se toma la muestra con un asa en punta se destapa el tubo con el medio de cultivo se flamea la boca del tubo y se introduce el asa que atraviese la muestra de manera perpendicularmente este tipo de método se utiliza para evidenciar movimiento o para conservar un cultivo puro (Castillo et al. s.f.) Siembra por estría en tubo: este método se utiliza para conservar un cultivo puro o para pruebas bioquímicas (Castillo et al. s.f.) Fig 2: Siembra por placa vertida y siembra por extensión con asa de vidrio (Brock. “Biología de los microorganismos”. 10ma Edición. Página 146) Fig 3: Siembra por estría en placa y siembra por agotamiento en caja de Petri (página web Universidad del Salvador campus virtual, USAL) Fig 4: Siembra por picadura en tubo y Siembra por estría en tubo (Introducción al Análisis Bacteriológico Manual de Prácticas) METODOLOGÍA la práctica de laboratorio se realizó en dos partes primeramente vimos la preparación de los medio de cultivo y los diferentes medios selectivos y diferenciales que se utilizan en laboratorio y luego observamos los diferentes métodos de siembra. Inicialmente se realizó la observación de materiales virtuales acerca del procedimiento para la preparación de medios de cultivo al igual que se observaron los diferentes medios de cultivo selectivos y diferenciales como se describe a continuación PREPARACIÓN DE MEDIOS DE CULTIVO Medios Sólidos : se pesa la cantidad necesaria de agar para el volumen de medio que se requiera , seguidamente se vierte la cantidad pesada en un erlenmeyer posteriormente se agrega el agua destilada y se calienta con agitación hasta ebullición, luego de esto se tapa el erlenmeyer y se lleva al autoclave a 15 libras de presión y 121°C por durante 15 minutos , luego de esto se sirve el medio en cajas de petri y se incunba por 48 horas Medios Líquidos : se repite el procedimiento anteriormente descrito con la diferencia de que este no se vierte en cajas de petri sino que se almacena en un tubo de ensayo o un erlenmeyer MEDIOS DE CULTIVOS SELECTIVOS Y DIFERENCIALES por medio de la observación de un video se pudo identificar los siguientes medios de cultivo tanto selectivos y diferenciales la función de cada uno de ellos se describe en los resultados. SELECTIVOS Y DIFERENCIALES Agar EMB Mac ConKey Chromocult Agar Sangre Agar Baird Parker Agar Mossel Agar Cetrimide Para la segunda parte del laboratorio se observaron videos acerca de los métodos se siembra y la inoculación de medios de cultivo como se describe a continuación MÉTODOS DE SIEMBRA Siembra por placa vertida: se vierte 1 ml de muestra en una caja de petri esteril y luego se añade entre 15 y 20 ml de agar fundido, se tapa la caja y se homogeniza realizando movimientos de rotación suave , se espera a que se solidifique y se lleva a incubar. Siembra por extensión con asa de vidrio: añadir 0.1 ml de muestra sobre la superficie del medio de cultivo que se encuentre en la caja de petri, luego con el asa de vidrio se extiende la muestra uniformemente , se tapa y se lleva a incubar. Siembra por estría en placas: con el asa metalica esteril se toma una muestra de la colonia del cultivo de interés se coloca el inóculo a un costado de la caja de petri y se realizan estrías en forma de espiral sobre el agar, se tapa la caja y se lleva a incubar. Siembra con Hisopo: con un hisopo estril se toma una muestra del medio de cultivo haciendo movimientos circulares luego se extiende en el agar en forma de tapete de derecha a izquierda de arriba hacia abajo y en diagonales se tapa la caja y se lleva a incubar. Siembra por inoculación en caldo : Con el asa metalica de aro esteril se toma una colonia de cultivo de interés y se introduce en un medio de cultivo líquido agitando para que el asa desprenda todo el inóculo, se tapa el tubo sin apretarlo completamente y se llevaa incubar. Siembra por picadura en tubo : se toma una muestra con el asa esteril de punta y luego se añade a un tubo con medio de cultivo sólido de manera que atraviese el medio perpendicularmente, se tapa el tubo sin apretarlo completamente y se lleva a incubar. Siembra por estría en tubo : Se toma una muestra de interés con el asa esteril de punta y se introduce en un medio de cultivo sólido realizando una punción hasta el fondo del agar seguido de una estría en el bisel del tubo , se tapa el tubo sin apretarlo completamente y se lleva a incubar. Al igual que los métodos de siembra también observamos los diferentes metodos de inoculacion como lo son: Inoculación a partir de un medio de cultivo líquido a otro medio líquido : se toma un asa bacteriológica de punta redonda y se flamea luego se destapa el tubo con el inóculo de medio líquido y se flamea la parte superior del tubo seguidamente se introduce el asa hasta el fondo del inóculo haciendo movimientos circulares y luego se pasa a otro tubo de medio cultivo líquido de la misma manera. Inoculación a partir de un medio de cultivo líquido a un medio de cultivo sólido por estría o agotamiento: se flamea el asa bacteriológica y luego se destapa el tubo con el inóculo en medio líquido se flamea la parte superior del tubo luego se introduce el asa hasta el fondo del inóculo haciendo movimientos de rotación , con el asa que lleva el inóculo se aplica el método de estría o agotamiento en una placa con medio sólido. Inoculación a partir de un medio de cultivo sólido a un medio de cultivo sólido por estría o agotamiento: se flamea el asa bacteriológica y se destapa la caja de petri con el inóculo de medio sólido , se toma una muestra y se coloca en otro placa con medio sólido utilizando el método de estrías o agotamiento. Inoculación a partir de un medio de cultivo sólido a un medio de cultivo líquido: S e flamea el asa bacteriológica de punta redonda luego se toma una muestra del medio de cultivo sólido, el asa que lleva el inóculo se introduce en un tubo con medio de cultivo líquido haciendo movimiento de rotación luego se finaliza flameando el asa. Inoculación a partir de un medio de cultivo sólido a un medio de cultivo sólido en tubo inclinado: se flamea el asa bacteriológica de punta en forma de aguja y se toma una muestra de las colonias a evaluar en medio sólido y se colocan en un tubo con medio de cultivo inclinado pasando el asa a lo largo de la superficie del agar desde el fondo hasta la parte superior , la parte superior del tubo se flamea y se tapa. Inoculación a partir de un medio sólido a un medio de cultivo semisólido: se flamea el asa bacteriológica de punta en forma de aguja seguidamente se toma una muestra con el inóculo en medio sólido y se pasa a un medio semisólido introduciendo el asa hasta la mitad de la profundidad, la parte superior del tubo se flamea y se tapa RESULTADOS Y DISCUSIÓN En esta práctica de laboratorio se logró conocer acerca de los medios de cultivo sus funciones e importancia ya que estos son soluciones de nutrientes en los que crece y se multiplican los microorganismos en el laboratorio, estos medios de cultivo tienen como finalidad poder aislar diferentes especies bacterianas para así poder identificarlas y realizar estudios complementarios. se distinguen dos preparaciones de medios de cultivo que son las más comunes como lo son las de medio sólido que en su composición tienen agar -agar ,el cual es proveniente de un extracto de algas marinas y actúa como una sustancia de sostén que le confiere al medio una consistencia gelatinosa ,este medio en particular permite obtener bacterias aisladas por la formación de colonias sobre la superficie del medio de cultivo al igual que es adecuado para el estudio de la morfología de las colonias (Apella 2005) , a diferencia de los medios líquidos que no poseen ningún agente gelificante lo que causa que los microorganismo crezcan por todo el medio ya que debido a la fácil movilidad pueden acceder de una forma mucho más fácil a los nutrientes (Figura 1). Figura 1. Medios de cultivo solidos y liquidos al igual que los medios anteriormente mencionados también existen los medios de cultivo selectivos los cuales presentan algún tipo de componente que impide el desarrollo de microorganismos no deseados lo que hace que el microorganismo que se desea cultivar lo haga con mayor facilidad (Apella 2005). Por ejemplo, el agar MacConkey contiene cristal violeta, que inhibe el crecimiento de bacterias grampositivas y hongos, facilitando el desarrollo de bacterias gramnegativas y los medios de cultivo diferenciales contienen sustancias que ponen de manifiesto alguna característica de la especie o grupo de microorganismos. Por ejemplo, el agar MacConkey contiene lactosa y rojo neutro (como indicador); las bacterias fermentadoras de lactosa (lactosapositivas) aparecen de color rosa intenso, mientras que las no fermentadoras de lactosa son incoloras (Vila2009) (figura 2). Por lo tanto el agar MacConkey es un medio selectivo y diferencial a la vez. Figura 2 . medio de cultivo selectivo y diferencial (Agar MacConkey) Finalmente están los métodos de siembra los cuales permiten sembrar o inocular artificialmente una porción de muestra en un medio adecuado, con el fin de iniciar un cultivo microbiano, para su desarrollo y multiplicación, es importante que una vez sembrado, el medio de cultivo se incube a una temperatura adecuada para su óptimo crecimiento. También es necesario mantener la habitación donde se hace la siembra sin corrientes de aire y estar al lado de la llama de un mechero (no más de 15 cm. de distancia). También se puede trabajar bajo campana, o en flujo laminar, previa esterilización con luz UV. CONCLUSIÓN Se pudo concluir que un medio de cultivo es importante ya que estos constituyen el aporte de nutrientes indispensables para el crecimiento de los microorganismos, quesu composición precisa dependerá de la especie que se quiera cultivar, porque las necesidades nutricionales varían considerablemente. Hay microorganismos muy poco exigentes que crecen bien en medios de laboratorio normales y microorganismos muy exigentes que necesitan determinadas sustancias como vitaminas, suero o sangre para crecer. PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS 1. Que es el agar y de donde se obtiene?¿cuales son los nutrientes que proporciona a los microorganismos El agar o agar-agar es una sustancia carragenina, un polisacárido sin ramificaciones obtenido de la pared celular de varias especies de algas de los géneros Gelidium, Eucheuma y Gracilaria, entre otros, resultando, según la especie, de un color característico. Proporciona calcio, magnesio, potasio, sodio, hierro, fósforo y yodo, entre otros minerales. 2. Cual es la composición química de los medios utilizados en la práctica, cuales son los componentes o propiedades responsables de su función 3. Porque el agar nutritivo es un medio de uso general para el cultivo de bacterias, ¿proponga que sustancias se le agregarían para hacerlo selectivo para bacterias gram negativas? Es muy útil porque permanece sólido incluso a relativamente altas temperaturas. Además, el crecimiento bacteriano en este agar lo hace en la superficie, por lo que se distinguen mejor las colonias pequeñas agregar antibióticos que sean específicos para bacteria Gram positivas así solo crecerían bacterias Gram negativas en el cultivo 4. Cual es la información que se obtiene de las siembra de cultivo bacteriano en medio líquido y en medio sólido. ● En un medio líquido podemos modificar su consistencia añadiendo productos como albúmina, gelatina o agar, con lo que obtendremos medios en estado semisólido o sólido. ● 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. BIBLIOGRAFÍA - Apella, C. M., & Araujo, Z. P. (2005). Microbiologia del agua. Conceptos básicos. Tecnologías solares para la desinfección y descontaminación del agua , 33-50. - Castillo, J. C., Togasi, A. M. G., Teresa, M., Islas, H., & Fonseca, Y. I. Introducción al Análisis Bacteriológico Manual de Prácticas. - Collins, C. H., & Lyne, P. (1989). Métodos microbiológicos. Editorial Acribia. Zaragoza, España. - Difco y BBL. 2003. Manual de Medios de Cultivo Microbiológicos - Madigan, M. T., Martinko, J. M., Barrachina, C., Berlanga, M., Gonzalo, M., Diaz, C., & Ruiz Berraquero, F. (2009). Brock; 2004. Biología de los microorganismos 10ma Edición. - Merck. 2002. Microbiology Manual. Difco y BBL. 2003. Manual de Medios de Cultivo Microbiológicos - Universidad del Salvador campus virtual (USAL), enlace web http://aulavirtual.usal.es/aulavirtual/demos/microbiologia/unidades/documen/uni_02/5 6/cap309.htm - Vila, J., Álvarez-Martínez, M. J., Buesa, J., & Castillo, J. (2009). Diagnóstico microbiológico de las infecciones gastrointestinales. Enfermedades infecciosas y microbiología clínica , 27 (7), 406-411. http://aulavirtual.usal.es/aulavirtual/demos/microbiologia/unidades/documen/uni_02/56/cap309.htm http://aulavirtual.usal.es/aulavirtual/demos/microbiologia/unidades/documen/uni_02/56/cap309.htm
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