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Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 1 Medios de cultivo Es aquel sustrato que contiene todas las condiciones necesarias para el correcto desarrollo de determinado microorganismo, en condiciones de laboratorio. Requerimientos para el crecimiento microbiano Físicos: Temperatura: la mayoría de los microorganismos crece dentro de un margen limitado de temperaturas. Cada especie tiene una temperatura óptima con temperaturas mínimas y máximas de tolerancia. Según estos rangos se dividen en tres grandes grupos: Psicrófilos: crecimiento optimo entre 5°C y 30°C Mesófilos: crecimiento optimo entre 25°C y 40°C Termófilos: crecimiento optimo entre 50°C y 60°C Ph: la mayoría de las bacterias crece mejor en un rango de pH entre 6,5 y 7,5. Los hongos tienen un rango de tolerancia mayor que las bacterias. Osmolaridad: el medio en el que crecen debe poseer una osmolaridad igual a la del citoplasma. Hidratación: es fundamental para el crecimiento bacteriano. Casi todos los nutrientes que estos utilizan están disueltos en un medio acuoso. Ambiente gaseoso: en este aspecto los requerimientos varían según el mecanismo respiratorio del microorganismo en cuestión. Estos pueden ser: Aerobios: crecen en presencia de oxígeno. Anaerobios: crecen en ausencia de oxígeno. Para estos microorganismos el oxígeno resulta tóxico. Anaerobios facultativos: crecen en medios con oxígeno y sin él. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 2 Químicos: Carbono: El carbono como el agua son indispensables para la supervivencia en los microorganismos. Es la base estructural de las células vivas para: la síntesis de azucares, la estructura de la pared celular, membrana, enzimas, etc. N,S,P: importantes para la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos, ATP, etc. Metales: Ca, Mg, K, etc. Son necesarios como cofactores de enzimas Oligoelementos: Fe, Cu, Zn son necesarios en trazas Factores de crecimiento: Vitaminas, algunos aminoácidos, purinas y pirimidinas. Son compuestos orgánicos esenciales que el microorganismo no puede sintetizar. Clasificación de medios de cultivo Según su estado físico: Líquidos: 99,8% de agua. Se los denomina comúnmente caldos. Ejemplo caldo TSB. Solidos: se agrega agar-agar (2%) al caldo base. Este agar presenta la propiedad de fundir a 80°C y solidificar a 45°C. Se los denomina Agares Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 3 Según su composición Simples: contienen los nutrientes necesarios para el desarrollo de microorganismos. Enriquecidos: son medios líquidos o sólidos a los cuales se agregan proteínas nativas o nutrientes extra al medio base, como suero, sangre, yema de huevo, etc. Selectivos: son medios líquidos o sólidos con el agregado de uno o más inhibidores. El agente selectivo facilita el aislamiento de un determinado microorganismo inhibiendo otros no deseados. Diferenciales: permite diferenciar microorganismos con una determinada propiedad bioquímica o metabólica de otros que no la poseen. Presentan un sustrato utilizable (por ejemplo: un hidrato de carbono, aminoácidos azufrados) y un revelador (por ejemplo: un indicador de pH). El indicador de pH permite diferenciar lo microorganismos que fermentan un determinado hidrato de carbono. Medios de cultivos utilizados para el control microbiológico del agua Tripteina soja caldo Es un medio adecuado para el desarrollo de microorganismos exigentes. Fundamento La tripteina de soja y la peptona de soja aportan nutrientes ricos en péptidos, aminoácidos libres, bases púricas y pirimídicas, minerales y vitaminas. La peptona de soja contiene alta cantidad de hidratos de carbono que estimulan el crecimiento de una amplia variedad de microorganismos. El cloruro de sodio mantiene el balance osmótico. El fosfato dipotásico otorga capacidad buffer y la glucosa es la fuente de energía. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 4 Interpretación de resultados La presencia de turbidez en el medio evidencia el crecimiento microbiano. Mac Conkey caldo Este es un medio de cultivo selectivo, y se utiliza para la investigación presuntiva de microorganismos coliformes. Fundamento La peptona es la fuente de aminoácidos y de otros factores de crecimiento, la lactosa es el hidrato de carbono fermentable, la bilis de buey estimula el crecimiento de las bacterias coliformes e inhibe una gran parte de la flora grampositiva, y el purpura de bromocresol es el indicador de pH. Los microorganismos coliformes fermentan la lactosa con gran producción de ácido y gas. Al acidificar el medio se produce un viraje de color a partir del indicador de pH. Interpretación de resultados Positivo: medio de cultivo de color amarillo con producción de gas. Negativo: ausencia de color amarillo Y/o ausencia de producción de gas. Recuento en placa agar (PCA) Este medio de cultivo se utiliza para el recuento de bacterias aerobias. Fundamento El alto contenido nutricional de este medio permite el crecimiento de las bacterias presentes en la muestra. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 5 Características del medio Medio de cultivo color ámbar claro ligeramente opalescente. Interpretación de resultados Efectuar el recuento de las colonias. Levine E.M.B agar (con eosina y azul de metileno) Este medio es adecuado para la búsqueda y diferenciación de bacilos entéricos. Fundamento Es un medio selectivo diferencial, adecuado para el crecimiento de enterobacterias. En el medio de cultivo, la peptona es la fuente nutritiva y la lactosa es el hidrato de carbono fermentable. La combinación utilizada de eosina y azul de metileno, inhibe el desarrollo de microorganismos Gram positivos y de bacterias Gram negativas fastidiosas, y también, permite diferenciar bacterias fermentadoras y no fermentadoras de lactosa. Los microorganismos fermentadores de lactosa, originan colonias de color azulado- negro, con brillo metálico o mucosas. Las colonias producidas por microorganismos no fermentadores de lactosa son incoloras. Enterococcus spp. Crece en este medio como colonias puntiformes y transparentes, En este medio se obtiene además, un buen desarrollo de especies de Salmonella spp y Shigella spp. Interpretación de resultados Microorganismos fermentadores de lactosa: colonias de color negro azulado o amarronado. Pueden tener centro oscuro y brillo metálico. Microorganismos no fermentadores de lactosa: colonias del color del medio, incoloras. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 6 Cetrimide agar Este medio es utilizado para el aislamiento selectivo de Pseudomonas aeruginosa y otras especies del género. Fundamento Su fórmula permite el crecimiento selectivo de Pseudomonas aeruginosa y estimula la formación de pigmentos. Este medio es muy semejante al King A, en el cual la peptona de gelatina aporta los nutrientes para el desarrollo bacteriano. El cloruro de magnesio y sulfato de potasio promueven la formación de piocianina, pioverdina, piomelanina y fluoresceína de P. aeruginosa. La cetrimida es un detergente catiónico que actúa como agente inhibidor de la flora acompañante. Interpretación de resultadosSe observa crecimiento microbiano, características de las colonias y la producción de pigmentos. La presencia de un color verde-azulado corresponde a la producción de piocianina, mientras que un color verde corresponde a la producción de pioverdina y un color rosa claro, rojizo o marrón oscuro corresponde de a la producción de piorrubina. Examinar la placa bajo la luz ultravioleta, ya que la producción de fluoresceína de observa un color amarillo verdoso brillante que difunde en el agar a partir del crecimiento microbiano. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 7 Pseudomonas agar P (PP o King A) Este medio se utiliza para el aislamiento, la detección y diferenciación de especies de Pseudomonas en base a la producción de piocianina. Conocido también como medio King A. Fundamento La peptona de gelatina aporta nutrientes necesarios para el desarrollo bacteriano, la glicerina favorece la producción de pigmentos, las sales de magnesio y potasio estimulan la producción de piocianina y piorrubina e inhiben la producción de fluoresceína. Interpretación de resultados Un resultado positivo es por observación de pigmentos piocianina y/o piorrubina. La producción de piocianina se observa una zona color azul, azul-verdoso que rodea la colonia, o que se extiende en todo el medio de cultivo debido a la difusión del pigmento. La producción de piorrubina se observa como una zona de color rojo alrededor de la colonia o que se extiende en todo el medio de cultivo debido a la difusión del pigmento. Pseudomona agar F (PF o King B) Medio de cultivo utilizado para el aislamiento, detección y diferenciación de especies de Pseudomonas en base a la producción de fluoresceína. Conocido también como medio King B. Fundamento En este medio la tripteina y la peptona de carne aportan los nutrientes necesarios para el desarrollo bacteriano, la glicerina favorece la producción de pigentos, la Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 8 concentración de fosfato dipotásico estimula la producción de fluoresceína e inhibe la producción de piocianina y piorrubina. El sulfato de magnesio provee los cationes necesarios que incrementan la producción de fluoresceína. Interpretación de resultados Se deben examinar las colonias bajo luz UV. Se considera un resultado positiva la observación de fluoresceína, que es un pigmento color amarillo verdoso fluorescente que rodea la colonia o que se extiende por todo el medio de cultivo. Pruebas de indicadores de calidad - Petrifilm™ Plates Las placas Petrifilm ™ son placas listas para la toma de muestras que ahorran tiempo para la prueba de indicadores de calidad. Están diseñados exclusivamente para ofrecerle: Productividad incrementada Comprobación de la fiabilidad Reducción de desperdicio Las placas Petrifilm ™ están disponibles para la mayoría de las necesidades de pruebas microbianas, incluyendo: Aerobio Coliforme Enterobacteriaceae E Coli Listeria medio ambiental Heterotrófico Bacterias de ácido láctico Staphylococcus aureus Bacterias Acidolácticas Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 9 Placas Petrifilm™ Este tipo de medios viene comercialmente listo para usar, especialmente diseñados para aguas y alimentos. Son específicos para cada grupo de los distintos microorganismos patógenos. Inoculación de las placas Se inoculan con un mililitro de agua a investigar sobre la placa y se pega la lámina superior por sobre la muestra. Se coloca el difusor por encima para la correcta distribución de la muestra en la placa y se deja reposar un minuto. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 10 Inoculación de placas Petrifilm Incubación Se incuban en estufa apiladas de no más de 20 placas. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 11 Placas de Petri con pads Fabricadas en poliestireno cristal de alta calidad, con pad de celulosa de 47 mm de diámetro en su interior. Se utiliza empleando la técnica de filtración por membrana, y como soporte para medios de cultivo líquidos. Placa de Petri con pad Placas de Petri con pads nutritivos Constan de almohadillas de medios deshidratados en placas de petri, pre esterilizado. Al igual que los anteriores, se utilizan para la técnica de filtración con membrana. Para la utilización de estas placas se hidrata el pad con 1 ml de agua destilada estéril y se coloca la membrana por encima del pad. Luego se incuba a temperatura y tiempo correspondiente. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 12 Placas de Petri con pads Tipificación Para poder identificar los distintos microorganismos en muestras de agua necesitamos de la tipificación, esta podrá ser una tipificación fenotípica o genotípica. En la primera se ponen en evidencia las características fenotípicas a través de la observación de la presencia de distintas enzimas propias de cada especie. Para el caso de la segunda, se busca una secuencia específica de ADN. Teniendo en cuenta esta definición, sabemos que la segunda será mucho más específica que la primera. Tipificación bioquímica Pruebas bioquímicas para la tipificación Estas pruebas bioquímicas consisten en determinados medios que permiten determinar la actividad de una determinada ruta metabólica a partir de la incorporación de un sustrato que la bacteria pobra metabolizar o no, y un compuesto cromogénico que nos indica visualmente esta reacción. Para la utilización de estas pruebas disponemos de distintos medios, de los cuales se aplicarán de acuerdo a las necesidades y las exigencias del microorganismo en estudio. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 13 Prueba de oxidasa: Esta prueba sirve para determinar la presencia de enzimas oxidasas. La reacción de la oxidasa se debe a la presencia de un sistema citocromooxidasa que activa la oxidación del citocromo el cual es reducido por el oxígeno molecular produciéndose agua o peróxido de hidrógeno según la especie bacteriana. El oxígeno actúa por tanto como aceptor final de electrones en la cadena transportadora de electrones. Por lo general, el sistema citocromooxidasa solo se encuentra en las bacterias aerobias, algunas anaerobias facultativas y, excepcionalmente, en alguna microaerófila (Vibrio fetus), pero las bacterias anaerobias estrictas carecen de actividad oxidasa. Asimismo, la presencia de oxidasa va ligada a la producción de catalasa, ya que ésta degrada el peróxido de hidrógeno que se produce como consecuencia de la reducción del oxígeno y cuya acumulación es toxica. Prueba de utilización de hidratos de carbono: esta prueba determina la capacidad de un microorganismo para fermentar un hidrato de carbono específico incorporado a un medio de cultivo específico, produciendo ácido ó ácido y gas. El indicador que se utiliza para este caso es el rojo de fenol, que a pH 7,4 su color es rojizo-rosado y a pH ácido vira al amarillo. Dentro de los hidratos de carbono más utilizados se encuentran los siguientes:glucosa, lactosa, sacarosa, arabinosa, maltosa, manosa, rafinosa, fructosa, xilosa, trehalosa, galactosa, ramnosa, melobiosa, almidon, manitol, sorbitol, inositol, adonitol, inulina, salicina y amigdalina. El medio de cultivo es el caldo base purpura de bromocresol. A este medio se le agrega asépticamente el azúcar de elección en una concentración del 1%. Se coloca en tubo con campana de Durham. Interpretación de resultados Producción de ácido: medio color amarillo. Sin producción de ácido: medio color purpura. Producción de gas: presencia de aire dentro de la campana de Durham. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 14 Prueba de producción de indol: Mediante esta prueba se detecta la liberación de indol en un cultivo bacteriano. Dicha liberación se debe a la degradación del aminoácido triptófano a través de la enzima triptofanasa. Esto se puede observar añadiendo al medio paradimetilaminobenzoaldehído sobre un medio rico en triptófano como puede ser agua de peptona o agua de triptona inmerso en una matriz sólida como puede ser el agar SIM (indol, motilidad y sulfato de hidrógeno), que nos dará una lectura de las tres pruebas simultaneas (este medio se mencionará más adelante). Se pueden utilizar dos tipos de reactivos; reactivo de Kovacs o reactivo de Ehrlich. Para la realización del inoculo se levantan una o dos colonias a estudiar y se inoculan con ansa puntiforme en el agar SIM. Se incuba a 37 ºC por 24-48hs. Liego de la incubación, se agregan unas gotas del reactivo. El anillo color fucsia rojizo determina la presencia de indol en el medio. Si el anillo no tuviera color se determina la ausencia de indol, por lo tanto la prueba es negativa. Prueba de citrato: Esta prueba sirve para determinar si un microorganismo es capaz de utilizar citrato como única fuente de carbono y compuestos amoniacales como única fuente de nitrógeno en su metabolismo, provocando una alcalinización del medio. Entre las enterobacterias estas características se dan en los siguientes géneros: Enterobacter, Klebsiella, Serratia, Citrobacter y algunas especies de Salmonella. Sin embargo, Escherichia, Shigella, Yersinia, Salmonella typhi y Salmonella paratyphi son incapaces de crecer utilizando citrato como única fuente de carbono. Se inocula en estría y se incuba a 37 ºC por 24-48 hs, pasado ese tiempo para la interpretación de resultados observamos: Resultado positivo: crecimiento sobre el medio y viraje de color verde hacia el azul Resultado negativo: sin cambios. Prueba de urea: Determina la capacidad de un organismo de desdoblar la urea formando dos moléculas de amoniaco por acción del enzima ureasa. Esta actividad Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 15 enzimática es característica de todas las especies de Proteus y se usa sobre todo para diferenciar este género de otras enterobacterias que dan negativo o positivo retardado. La visualización del proceso se fundamenta en que la alcalinización producida en el medio de cultivo se detecta mediante un indicador de pH, que para este caso es el rojo fenol. Se inocula el pico de flauta y se incuba a 37 ºC por 24-48 hs. Para la interpretación de resultados: Resultado positivo: coloración rosada en el medio. Resultado negativo: sin cambio. Prueba de descarboxilasa: La descarboxilación es un proceso en el cual las descarboxilasas atacan el extremo carboxilo de los aminoácidos, formando la correspondiente amina. Los tres aminoácidos que se ensayan en la identificación de enterobacterias son arginina, lisina y ornitina. La descarboxilación de lisina y ornitina da cadaverina y putrescina (diaminas), mientras que la descarboxilación de arginina da citrulina por acción de una dehidrolasa. Esta prueba se debe realizar con un tubo control que contiene el medio base sin aminoácido. Como la descarboxilación es una reacción anaeróbica, se debe cubrir el medio con una capa de aceite mineral estéril. El proceso se produce en dos etapas: por fermentación de la glucosa se produce una acidificación del medio (pH < 6,0), apareciendo color amarillo. La acidificación es necesaria para que ocurra la descarboxilación. Este último proceso da lugar a la formación de las aminas que elevan el pH con el consiguiente viraje del indicador a color violeta. Esta prueba se utiliza tanto en la identificación de bacilos gramnegativos como de bacilos y cocos grampositivos. Prueba de lisina-hierro: en este medio la glucosa es el hidrato de carbono fermentable, y la lisina es el sustrato que se utiliza para la detección de las enzimas descarboxilasa y deaminasa. El citrato de hierro y amonio y el el tiosulfato de sodio, son los indicadores de la producción de ácido sulfhídrico. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 16 Como indicador de pH contiene el purpura de bromocresol, el cual se mantiene en color violeta en pH mayor o igual a 6.8 y vira hacia el amarillo en pH menor o igual a 5.2. Sistemas comerciales multipruebas Existen en el mercado numerosos sistemas o equipos multipruebas con el fin de conseguir una mayor rapidez en la identificación de algunas bacterias. Todas exigen unas condiciones precisas en cuanto al inóculo, modo de inoculación, incubación y lectura que, de no seguirse, pueden dar lugar a errores. Estos sistemas pueden ser manuales o estar automatizados. Sistemas comerciales manuales o galerías multipruebas. Se trata de celdillas aisladas con un sustrato liofilizado que se inoculan individualmente y que permiten realizar simultáneamente entre 10 y 50 pruebas bioquímicas. Los resultados de las pruebas se expresan de forma numérica (los resultados de las pruebas se agrupan de tres en tres, de manera que el resultado de cada trío de pruebas queda reducido a un dígito). Cada especie está definida por un código numérico, resultado de la codificación de las reacciones a las pruebas que se hubieran utilizado. Para codificar el dígito de un trío de pruebas se establece el siguiente sistema: - Si una prueba es negativa se asigna un valor 0 (cero) a la prueba. - Si la primera prueba es positiva se asigna un valor de 1. - Si la segunda prueba es positiva se asigna un valor de 2. - Si la tercera prueba es positiva se asigna un valor de 4. El código numérico se obtiene sumando los valore de las tres pruebas. Los límites inferior y superior del código son 0 y 7 respectivamente. Ante un microorganismo problema, se busca el código numérico y se comprueba a qué bacteria pertenece. Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 17 Algunos de los sistemas comerciales disponibles en el mercado son: API (bioMérieux), Enterotube (BBL), Oxi/Ferm Tube (BD), RapID systems y MicroID (Remel), Biochemical ID systems (Microgen), etc. Sistema API Sistema Microgen Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 18 Sistema Enterotube Método de uso sistema Enterotube Contacto: baristimuno@elearning-total.com Web: www.elearning-total.com ELEARNING TOTAL Curso de Control microbiológico del agua– Unidad 3 19 Sistemas comerciales automatizados Hay en el mercado galerías multipruebas, como las descritas en el apartado anterior pero cuya inoculación, incubación y lectura se efectúan de modo automatizado. También hay paneles en los que ademásde encontrarse los sustratos para el desarrollo de pruebas bioquímicas, se encuentran diversos antimicrobianos a distintas concentraciones, con lo que se realiza simultáneamente la identificación y antibiograma del microorganismo objeto de estudio. Existen distintos paneles para distintos grupos de microorganismos. La inoculación y la lectura de estos paneles se suele hacer de forma automática, incorporándose los datos obtenidos en un ordenador, el cual proporciona con un índice alto de fiabilidad, la identificación del microorganismo en estudio.
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