Microbiología 2009

Dr. Alejandro Dinamarca T.

Microbiologíade los Alimentos

MICROBIOLOGÍAMICROBIOLOGÍADefiniciónDefinición

• Estudio de organismos, normalmente, noobservables a ojo desnudo, que empleamétodos y técnicas que permitenobservar, aislar, cultivar, propagar ymanipular estos microorganismos.

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

diámetro.

Microalgas

Protozoos

Bacterias

Hongos

MétodosMétodosyytécnicastécnicas

Esterilidad

Medios de cultivoAislamientoPropagación y cultivo

Microscopía

AGRICULTURA ALIMENTOS

ENFERMEDADES

AMBIENTE/ENERGÍA BIOTECNOLOGÍA

DiagnósticoTratamiento y curaPrevenciónDetección de nuevas enfermedades

Fijación de nitrógenoCiclo de nutrientes

PreservaciónFermentaciónAditivosCalidad

Bio combustibles Metano EtanolBioremediaciónBiominería, lixiviación de metales.

Nuevos farmacéuticosTerapia génicaMos modificados genéticamente

Tipos de daños producidos porcontaminación microbiológica

de los alimentos

BiodeterioroSalud

Intoxicación

Infección

Economía

Directos

IndirectosDesequilibrio

nutricional

Extrinsecos

Intrinsecos

Directos

Indirectos

Importancia de la MicrobiologíaImportancia de la Microbiologíaen la sociedad humanaen la sociedad humana

• Elaboración de alimentos (pan, queso,cerveza)

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

• 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 MicrobiologíaImportancia de la Microbiologíaen la naturaleza.en la naturaleza.

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

• Producción primaria. Esto es generación de biomasaa partir de fotosíntesis.

• Desarrollo de la microbiología ha permitido sentarlas bases de la revolución de la biomedicina.

• También permitió el surgimiento de la BiotecnologíaModerna. Aplicando el conocimiento en áreas comola Biotecnología Ambiental, Biotecnología de losAlimentos y farmacéutica.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento de los microorganismos

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

•Antony van Leeuwenhoek (1632-1723),Observa y describe organismosmicroscópicos utilizando microscopiosconstruidos por él mismo.

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

– Bacterias– Protozoos– Capilares sanguíneos– Espermatozoides

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento de los microorganismos•Leeuwenhoek publicó susdecubrimientos a través de cartasdirigidas a la Royal Society de Londres.Lo detallado de sus descubrimientos,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 experimentoscon carne putrefacta postula lo incorrecto de esta teoría.

•Tras el decubrimiento del mundo microscópico realizadopor Leeuwenhoek, algunos pensadores reanudan lacontroversia acerca de la generación espontánea. Seplantéa que los microorganismos se desarrollan porgeneración espontánea.

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

TIEMPO

Agua con semillas Agua con semillas

Louis Pasteur

• Químico Francés, 1822-1895.

• Enantiómeros del ácidotartárico.

• Relación Industria-Ciencia.

• Algunos descubrimientos:– MO eran capaces de llevar a

cabo fermentación láctica.

Líquido no estéril Se tuerce el cuello delFrasco.

Esterilizar ellíquido por calor

Aire

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaPasteur Pasteur 18611861

Medio de cultivo esenfriado.

Medio de cultivo seMantiene estéril sin crecimiento.

El polvo y Mos quedan atrapados en la pared

TIEMPO

Extremo abierto

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaPasteur Pasteur 18611861

El cultivo aún estérilse pone en contacto con la

pared del frasco.

El cultivo pierde su esterilidad

y se pone turbio

TIEMPO

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaPasteur Pasteur 18611861

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiología•John Tyndall (1877), demuestra quela causa de la contaminación decultivos estériles se debe a lapresencia de partículas transportadaspor el aire. Desarrolla el métodoconocido actualmente comoTindalización.

•Tyndall fue el descubridor demicroorganismos resistentes a altastemperaturas.

•Ferdinand Cohn descubrió laexistencia de endosporas bacterianasresistentes al calor.

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

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

Agostino Bassi (1835). Observa que unmicroorganismo puede ser el agentecausal de una enfermedad, al demostrarsu relación entre la enfermedad delgusano de seda y una afección micótica

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentesDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentescausales de enfermedades.causales de enfermedades.

Irlanda, 1845, M. J. Berckeley

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentesDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentescausales de enfermedades.causales de enfermedades.

Joseph Lister (1827-1912). De maneraindirecta, demuestra queson los microorganismoslos agentes causantes delas infecciones queaquejaban a los enfermosluego de sus operaciones.

Desarrolló un método decirugía en condicionesasépticas usando fenolcomo agente dedesinfección.

Historia de la microbiologíaHistoria de la microbiologíaDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentesDescubrimiento del papel de los microorganismos como agentescausales de enfermedades.causales de enfermedades.

•Robert Koch (1876), demostró de manera directa la relaciónentre microorganismos patógenos y cierto tipo deenfermedades.

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

Bacillus antrhacis como agente causaldel carbunco.

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

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

y específicas.– BACILO DE LA

TUBERCULOSIS “BACILO DEKOCH”

– Bacilo que provoca el cólera

Bacteria patógena

Glóbulorojo

Postulado 1El microorganismopatógeno sospechoso debeestar presente en todos loscasos de los individuosenfermos y ausente en lossanos

Glóbulorojo

Animal enfermo Animal sano

Postulados de Koch.

Postulados de Koch.

Postulado 2El microorganismopatógeno sospechosodebe ser aislado ycrecido en cultivo puro

ColoniasPuras Inocular animales sanos

con el microorganismoaislado

Postulado 3Las células de uncultivo puro del MOpatógeno sospechosodebe causar laenfermedad enanimales sanos.

Infestar animales sanos con lascélulas del patógeno sospechosos

Extraer muestras de sangre o de tejidosy observar.

Animal enfermo

Postulados de Koch.

Postulado 4El microorganismodebe ser re aislado ydebe ser el mismo queel original del primeranimal.

Postulados de Koch.

Extraer muestras de sangre o de tejidosy observar.

Cultivar enlaboratorio

Cultivo puro

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

Charles Chamberland, colaboradorde Pasteur, desarrolló un métodopara filtrar partículas más pequeñasque las bacterias usando un filtro deporcelana.De esta forma se descubrió que laenfermedad del mosaico del tabacoera 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 cultivosatenuados en las aves, éstas desarrollaban laenfermedad pero eran capaces de resistirla.,permaneciendo sanas.•Pasteur, denominó a estos cultivos atenuados,vacunas en honor a Edward Jenner, quien fue el queutilizó estos cultivos para proteger a las ordeñadorasde la viruela.•En base a estos avances, Pasteur y Chamberland,desarrollaron una vacuna atenuada contra el carbunco,y posteriormente, Pasteur haría lo propio para larabia.

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

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

•Posteriormente, la inactivaron mediantecalor (por cambio leve en su estructuramolecular) y luego la inyectaron en conejos.De esta manera se produjeron los primerosanticuerpos.

•Usando esta metodología, se desarrolló unaantitoxina contra el tétanos.

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