Crecimiento microbiano

1. CRECIMIENTO MICROBIANO

2. CRECIMIENTO
 Incremento en los constituyentes celulares que resultan
en:
 Incremento en el número de células
 Ej. cuando el microorganismo se reproduce por
gemación o fisión binaria
 Incremento en el tamaño de la célula
 Los microbiólogos generalmente estudian el crecimiento
de la población en vez del crecimiento de la célula
individual

3. CRECIMIENTO CELULAR
Fisión binaria: implica el hecho de que
se forman dos células a partir de una.
Durante el crecimiento los constituyentes
celulares aumentan y a cada célula hija recibe
un cromosoma completo, copia de todas la
Macromoléculas, monómeros e iones
Inorgánicos para existir como célula
independiente
2º →2¹ →2² →2³ →→→→→2ⁿ
n = numero de duplicaciones
Es exponencial

4.  Existen dos formas de estudiar el crecimiento bajo
condiciones controladas: cultivo batch y cultivo
continúo.
 Sistema Batch
 Un Erlenmeyers que tiene una fuente de nutrientes y
condiciones ambientales controladas.
 El incremento en el número o masa bacteriana
puede ser medido como una función del tiempo lo
cual permite obtener una curva de crecimiento.
 En la curva de crecimiento se pueden observar varias
fases

5.  Curva de crecimiento
 Fase de Latencia: No hay duplicación
 Fase exponencial: Rápido crecimiento
 Fase estacionaria: Se igualan tasa de duplicación con la tasa
de muerte
 Fase de muerte: Disminución en la población de células
viables

6. No incrementa
Tasa máxima de división
y crecimiento de la población
Cesa el crecimiento poblacional
Declina el
tamaño de
la población

7.  Fase Lag
 Las células sintetizan nuevos componentes
 ej., para remplazar los componentes utilizados
 ej., adaptarse al nuevo medio o las nuevas
condiciones
 Varía en longitud
 En algunos casos puede ser muy corto o largo o estar
ausente

8.  Fase exponencial
 También llamada fase Log
 La tasa de crecimiento es constante
 La población es más uniforme en términos de
propiedades químicas y físicas
 La tasa de incremento celular es proporcional al número
de células presentes en cualquier tiempo

9. FORMULACIÓN DEL CRECIMIENTO
EXPONENCIAL
 Durante el crecimiento exponencial el número de células incrementa
en progresión geométrica de base 2, es decir:
 Después de n divisiones el número de células es 2n.
 Si el inóculo es Ni, entonces el número de células después de n
duplicaciones será:

10.  Crecimiento: Aumento en el numero de células
 Velocidad de crecimiento: Cambio en el numero de células
o masa celular por unidad de tiempo t
 Generación “n”: Intervalo para la formación de dos células a
partir de una. El tiempo transcurrido para que ocurra se llama
Tiempo de Generación o tiempo de duplicación
 g = t/n

11. FORMULACIÓN DEL CRECIMIENTO EXPONENCIAL
 N = No 2n N = Número final de células No= Número inicial de
células
n = Número de generaciones que han ocurrido durante el período de
exponencial
log N = log No + n log 2
log N – log No = n log 2
n = log N – log No = log N – log No
log 2 0,301
 puede escribirse también:
 n = 3.3 (log N – log No)

12.  Fase Estacionaria
 El número total de células viables permanece constante
 Puede ocurrir porque
 La actividad metabólica celular se detiene
 Existe un balance entre la tasa reproductiva y tasa de
muerte
 No hay crecimiento neto
 Sin embargo, las células se dividen y crecen

13.  Posibles razones para entrar en fase estacionaria:
 Nutrientes limitantes
 Disponibilidad de oxígeno limitante
 Acumulación de desechos tóxicos
 Se alcanza una densidad poblacional crítica

14.  Fase de muerte
 Las células mueren, generalmente a una tasa
exponencial
 Pérdida irreversible de la capacidad de reproducirse
 En algunos casos, el índice de mortalidad retarda
debido a la acumulación de células resistentes
 Perdida neta de células cultivables.

15. NATURALEZA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO
EN EL ALIMENTO
 Crecimiento en sucesión o Diáuxico:
 Los microorganismos que metabolizan dos o mas nutrientes en un
alimento, en el que se prefiere a uno mas que a otro, y que se presentan
en condiciones limitadas, muestran crecimiento en etapas separadas por
una fase corta de retraso. Un ejemplo es el crecimiento de ciertas cepas
bacterianas (como algunas bacterias del acido láctico y bacterias gram
negativas) en la carne fresca. Al principio una cepa crece utilizando las
concentraciones limitadas de carbohidratos presentes, seguida de la
utilización de sustancias nitrogenadas no proteicas como los aminoácidos

16. NATURALEZA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO
EN EL ALIMENTO
 Crecimiento simbiótico:
 La simbiosis o la ayuda mutua durante el crecimiento suele presentarse en
alimentos que contienen dos o mas tipos de microorganismos. Un tipo puede
producir productos metabólicos que el segundo necesita para un crecimiento
apropiado, pero no puede producirlo por si mismo. A su vez, la segunda
especie produce un nutriente que estimula al primero para que crezca mejor.
 Esto se encuentra en la producción de algunos alimentos fermentados, como
el yogurt. Al principio Streptococcus thermophylus hidroliza las proteínas de
la leche por medio de sus proteinasas extracelulares y genera aminoácidos
que son necesarios para un buen crecimiento de Lactobacillus delbrueckii
subsp. Bulgaricus. A su vez Lactobacillus produce formiato que estimula el
crecimiento de Streptococcus. Ambos son necesarios para producir un
producto deseable

17. NATURALEZA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO
EN EL ALIMENTO
 Crecimiento sinergista:
 Esto se observa durante el crecimiento simbiótico de dos o mas tipos
microbianos en un alimento. En el crecimiento sinergista, cada tipo puede
crecer de forma independiente y producir algunos metabolitos a
velocidades mas bajas. Sin embargo cuando se permite que los tipos
crezcan en una población mixta, la velocidad de crecimiento y el nivel de
formación de productos secundarios aumentan mucho.
 Por ejemplo Streptococcus thermophylus y Lactobacillus delbrueckii
subsp. Bulgaricus, cuando crecen en la leche en forma independiente,
producen 8 a 10 ppm de acetaldehído, el componente deseable del sabor
del yogurt. Sin embargo cuando crecen juntos en la leche, se producen 30
ppm o mas de acetaldehído

18. NATURALEZA DEL CRECIMIENTO MICROBIANO
EN EL ALIMENTO
 Crecimiento Antagonista:
 Dos o mas tipos de microorganismos presentes en un alimento
pueden afectar de manera adversa el crecimiento mutuo, o uno
puede interferir con el crecimiento de uno o mas tipos; a veces uno
puede matar al otro.
 Esto se ha encontrado entre muchas especies o cepas bacterianas,
entre bacterias y levaduras, entre levaduras y mohos, y entre
bacterias y mohos
 En ocasiones esto se presenta debido a la producción de uno o
mas compuestos antimicrobianos por una o mas cepas en la
población mixta

19. MEDIDA DEL CRECIMIENTO
MICROBIANO
Recuento de células:
 Conteo de células al microscopio: método de recuento directo. Se
emplea un dispositivo graduado con 25 cuadrados cuyo volumen y área es
conocido. Ej.: Cámara de Petroff-Hausser, cámara de Neubauer
Limitaciones
 Es muy tedioso,
 No es práctico para un gran
número de muestras
 No es muy sensible, se necesitan al
menos 10E6 bact/ml para que sean
observadas al microscopio
 No distinguen células vivas de
muertas

20.  Recuento de células viables: recuento en placa o recuento de colonia.
 Una célula viable se define como aquella que es capaz de dividirse y
dar lugar a una descendencia
 Distingue entre células viables y no viables en una suspensión
bacteriana. Numero de colonias que pueden ser contadas con un valor
estadísticamente significativo esta entre 30 y 300 colonias.
 Método de extensión en placa Método de vertido en placa

21.  Medidas indirectas del crecimiento microbiano
 Medidas de turbidez
 Cultivo continuo: Quimiostato
Sistema de cultivo continuo al que se le
renuevan los nutrientes y retiran los residuos.
Las condiciones ambientales se mantienen
constantes

22. APLICACIONES PRACTICAS DE LA EVALUACION DEL
CRECIMIENTO BACTERIANO
 Control de crecimiento (industria alimentaria y farmacológica, salud
animal y humana)
 Microorganismos indicadores de calidad de suelos y agua.
 Preparación de cultivos iniciadores (industria Láctea, cárnica etc.)
 Preparación de inoculantes para cultivos de importancia económica
(cultivo de Rhizobios para inocular leguminosa)

23.  El estudio del crecimiento microbiano proporciona información
básica que es importante para entender los mecanismos de
descomposición de alimentos, las enfermedades de origen
alimentario, el bioprocesamiento de estos y la mejora de cepas, así
como su detección en el alimento.
 El crecimiento microbiano en medios de laboratorio también es
importante para la detección cuantitativa y cualitativa de la calidad
microbiológica de los alimentos

24. TAREA
1. Necesitamos saber en qué tiempo se deteriorará una leche UHT, si sabemos
que en el tiempo 0, contenía 4x10E5 esporas de Bacillus subtilis.
Conocemos además que cuando se encuentran 8x10E5 se observarán
cambios organolépticos característicos de una leche deteriorada. Donde el
tiempo de generación es 3 horas.
2. Si un cultivo puro de una población bacteriana durante la incubación a
35°C en un extracto nutricionalmente rico aumento a 5x10E6/mL, a partir
de la población inicial de 2.5 x10E2 en 300 min, ¿Cuál es el tiempo de
generación de la cepa?.
3. Calcule el valor de g en un experimento de crecimiento en el que se
inoculo un medio con 5x10E6 células/mL de E. coli y que después de un
periodo de latencia de 1 hora , creció exponencialmente durante 5 horas
alcanzando una población de 5.4 x10E9 células/mL