Santana Gallegos Betzy Alejandra Práctica 11

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Santana Gallegos Betzy Alejandra. Práctica 11. CONTROL MICROBIOLÓGICO I (EFECTO DE LOS FACTORES FÍSICOS)

Control microbiológico I (Efecto de los factores físicos) Control de crecimiento microbiano

Conservar alimentos (secado)

Tratamientos físicos Principales métodos

Calor

Bajas Temperaturas

Mecanismo

Filtración

Utilidades

Desnaturaliza proteínas, Ac Nu y membranas

Conservar cultivos en periodos limitados.

Tiemp. De muerte Tiempo de reducción decimal (valor-D)

Punto térmico mortal

Caracteristica

Remover microorganismos sensibles al calor. Ejemplos Medios de cultivo, enzimas, vacunas y antibióticos.

Permanecen viables por más tiempo

Filtros HEPA

Número de microorganismos en el aíre.

Modo de destrucción

Período térmico mortal

Presión osmótica

Tiempo mínimo necesario para destruir organismos.

Altas concentracio nes de sal o azúcar Ambiente Hipertónico

Dependen de

Ausencia de agua en los microorganis mos

Longitu d de onda, intensi dad y tiempo

Evaporación o sublimación Ionizantes

Mediante Plasmólisis

Eliminan No sufren destrucción mecánica celular

Es

Eliminación

Es Temperatura mínima requerida para matar microorganismos en 10 minutos.

Radiaciones

Caracteristica

Otros métodos Congelación

Desecación

Presión Osmótica

Causa

Liofilización

Son Rayos Gama y Rayos X

Privatización de agua a la célula. Aplicación

No Ionizantes

Industria de alimentos Luz ultravioleta

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INICIO

Baños metabólicos a 35, 45, 55 y 65 °C.

Etiquetar 4 tubos diluidos con la E. coli

Sembrar y colocar de nuevo en baño metabólico.

Colocar el tubo otros 10 minutos en el baño (20 min en total) y sembrar de igual manera.

Colocar en un tubo de caldo nutritivo cepas de E. Coli

Preparación de las cepas

Punto térmico mortal

Dividir una caja Petri en 6 sectores.

Hacer lo mismo para B. subtilis

Repetir con cada uno de los tubos.

Diluir la cepa

Incubar, esperar y observar

Colocar el tubo con la suspensión diluida de E. coli en el baño metabólico a la temperatura de 65 °C por un período de 5 minutos

Etiquetar 4 tubos

Colocar 5 mL del caldo nutritivo en c/u

Repetir para B. subtilis

Dividir una placa de 6 partes.

Repetir para B. subtilis

Período térmico mortal

FIN

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Cuestionario 1. Esquematice y explique por medio de una gráfica logaritmo de m.o. sobrevivientes vs tiempo, el valor-D. R: El tiempo de reducción decimal o también denominado valor D; es el tiempo en minutos para reducir 10 veces (o el 90%) el número de microorganismos de una población a una temperatura dada.

2. ¿Cómo se determina matemáticamente el valor-D? R: El Valor D; es una medida de la resistencia al calor de un microorganismo que resulta útil para calcular la letalidad del tratamiento térmico. También se le conoce como Tiempo de Reducción Decimal, el cual se define como el tiempo necesario a una temperatura dada para reducir en un ciclo logarítmico una población bacteriana, esto es el 90%. La temperatura a la cual se aplica un valor D se indica por medio de un subíndice, por ejemplo D65. El valor D se puede obtener por medio de una gráfica en la que se representa el log10 del número de supervivientes en función del tiempo, en la que este valor es el inverso de la pendiente. El valor D es la medida de la resistencia bacteriana al calor, así un valor de D120= 4 significa la reducción decimal al cabo de 4 minutos de aplicar 120ºC como temperatura constante. Se calcula con la siguiente formula: 𝑋 log⁡(𝑁0 ⁄𝑁𝑋 ) Donde:  N0 = Número de células al inicio del tratamiento  Nx=Número de células supervivientes después de un tratamiento  x=minutos a una determinada temperatura t. 𝐷=

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3. Indique los factores que afectan el valor-D en tratamientos térmicos. R: Factores que afectan pueden ser: La fase de crecimiento de células en estudio, el pH del medio, la concentración de sales, azúcares, grasas; la disminución del Aw y la combinación con otros agentes como la presión, congelación, descongelación; entre otros 

pH del medio En general los microorganismos son más resistentes al calor en un pH de crecimiento cercano a 7, a medida que este aumente o disminuye la sensibilidad al calor será mayor. Esta condición presenta una ventaja a la hora de aplicar tratamientos de esterilización, pues en alimentos con alta acidez la temperatura necesaria para alcanzar la esterilidad será menor, con respecto a alimentos que presenten un pH cercano a la neutralidad. Por ejemplo para esporas de Bacillus cereus se tiene que a pH: 6,5; 5.5; 4.5; se obtuvieron respectivamente valores de resistencia D mayores, a pH más cercano a la neutralidad: 2.39; 1.04; 0.51; al someterlos a una temperatura de 95°C.

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Concentración de sales: El efecto de las sales varía dependiendo del tipo de sal y la concentración de ésta. En algunos casos tiene un efecto protector, se cree porque disminuye la actividad del agua, lo que acarrea en un aumento de la resistencia térmica de los microorganismos; otras sales (ejemplo Ca+2 y Mg+2) tienden a disminuir la actividad del agua, lo que conlleva a un disminución en la termo resistencia.

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Actividad del agua (aw) La resistencia al calor de las células microbianas aumenta con la disminución en la cantidad del agua, se reportó por ejemplo que para esporas de Bacillus cereus: una aw de 1 y pH=6,5 el valor D95= 2,386 minutos; para una aw de 0,86 a idéntico pH, el valor D obtenido fue de 13,842 minutos.

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Carbohidratos, lípidos y proteínas La presencia de azúcares en los medios de suspensión aumenta la resistencia de los microorganismos presentes en ella, esto en parte debido a la disminución de la aw consecuencia del aumento de la concentración en el medio por la presencia de los carbohidratos. Los lípidos presentes en alimentos ejercen un efecto de blindaje sobre los microorganismos, esto debido quizás al aislamiento del agua generado por las características hidrofóbicas de los lípidos presentes en las capas que rodean las células. Las proteínas presentes en alimentos o en el medio de calentamiento, se piensa ejercen también un efecto protector sobre los microorganismos; se cree, debido al aumento de la estabilidad de las proteínas de membrana mediante interacciones electrostáticas con aminoácidos o diferentes proteínas.

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Número de organismos: cuanto mayor el número de organismos, mayor es el grado de termo resistencia. El mecanismo de protección frente al calor por poblaciones microbianas numerosas es debido a la producción de sustancias protectoras excretadas por las células.

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Edad de los organismos: Las células bacterianas tienden a ser resistentes al calor mientras se encuentran en la fase estacionaria de crecimiento (células viejas) y menos resistentes durante la fase logarítmica.

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Temperatura de crecimiento: La termo resistencia de los microorganismos tiende a aumentar cuando la temperatura de incubación aumenta. Se averiguó que Salmonella Senftenberg cultivada a 44°C era 3 veces más resistente que los cultivos crecidos a 35°C. Compuestos inhibidores: una disminución de la mayoría de los microorganismos ocurre cuando el calentamiento tiene lugar en la presencia de antibióticos termo resistentes, SO2 y otros inhibidores microbianos. Añadir inhibidores a los alimentos antes del tratamiento térmico reduce la cantidad de calor que sería necesaria si se usase solo.

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4.

Diga a que se refieren los valores Z y F y cuál es su importancia en los tratamientos térmicos de control microbiano.

 Valor Z El valor Z representa los grados de temperatura necesarios para que la curva de destrucción térmica atraviese un ciclo logarítmico o el cambio de temperatura que se requiere para modificar el valor D por un factor de 10. Matemáticamente este valor es igual al reciproco de la pendiente de la curva TDT (tiempo de muerte térmica), que se construye con los valores D vs temperatura.

 Valor F El número de minutos a una temperatura específica requeridos para destruir un número específico de organismos con un valor z específico. Es una medida de la capacidad de esterilización de un tratamiento térmico. Matemáticamente el valor F es expresado como la tasa de mortalidad por minuto en función de la temperatura. Es el número de minutos a 121°C requeridos para destruir un número específico de organismos cuyo valor z es de 10°C

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5. Describa a qué se refiere el término plasmólisis. R: Es el proceso de contracción o retracción del protoplasma de la célula de la planta debido a la pérdida de agua en esa célula. Este proceso es uno de los resultados de la ósmosis. Se produce cuando la concentración del medio exterior contiene mayor número de moléculas disueltas y menos agua por unidad de volumen en comparación con el líquido celular. Dicho de otra manera; ocurre cuando a una célula pierde agua debido a la diferencia de presión (Hipertónico).

6. Describa brevemente en qué consiste el proceso de liofilización e indique un ejemplo de su uso en la industria alimenticia. R: La liofilización se basa en la eliminación del agua por sublimación, dando como resultado la disminución del metabolismo celular y la consiguiente conservación de la bacteria por largos periodos de tiempo; si el proceso de liofilización es llevado correctamente se puede asegurar que se conservan las principales características de las células y que se mantendrá la viabilidad. Fundamento Es la desecación al vacío de una muestra previamente congelada. Aplicada a bacterias, es uno de los métodos que mantiene por más tiempo la viabilidad bacteriana (varios años). Para obtenerla, el cultivo bacteriano se adiciona de leche o suero se congela sobre nieve carbónica (-78ºC), y se conecta a una bomba de vacío, que provoca la desecación. La eliminación de toda el agua sobre

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la muestra congelada aumenta la viabilidad de ésta, que se guarda en ampollas cerradas de vidrio a temperatura ambiente, hasta su uso, que como vemos, puede ser incluso muchos años después. En la industria alimenticia se usa para la conservación de alimentos basada en el desecado de determinados materiales por medio de la sublimación del agua contenida en éstos. Consiste en congelar el producto y posteriormente remover el hielo por sublimación, aplicando calor en condiciones de vacío. De esta forma se evita el paso a la fase líquida del agua contenida en el alimento. Los alimentos liofilizados suelen ser presentados en diferentes formatos: cubos, deshilachado, tiras, picado, granulado o polvo, ya que luego se emplean como ingredientes industriales en la fabricación de snacks, sopas instantáneas, salsas, caldos en polvo, caldos en cubos, cup noodles, puré instantáneo, mezclas para risottos, condimentos para "Lamen", entre otros.

7. Explique el mecanismo de acción de las radiaciones ionizantes y no ionizantes como métodos de control microbiano, así como sus aplicaciones. RADIACIONES IONIZANTES Producen iones y radicales libres que alteran las bases de los ácidos nucleicos, estructuras proteicas y lipídicas, y componentes esenciales para la viabilidad de los microorganismos. Forma radicales hidroxilo (OH) Tienen gran penetrabilidad y se utilizan para esterilizar materiales termolábiles (termosensibles) como en la clínica y la industria de alimentos. Rayos Gamma Su empleo está basado en los conocimientos sobre la energía atómica. Este tipo de esterilización se aplica a productos o materiales termolábiles y de gran importancia en el campo industrial. Puede esterilizar antibióticos, vacunas, alimentos, etc.

RADIACIONES NO IONIZANTES Rayos Ultravioleta Afectan a las moléculas de DNA formando dímeros de timina. Son escasamente penetrantes y se utilizan para superficies, se utilizan para la esterilización en quirófanos e instrumental. Radiaciones de microondas El efecto antimicrobiano de las microondas es debido al efecto térmico La radiación de alta frecuencia y las microondas provocan vibraciones moleculares, produciendo calor – de ahí su empleo doméstico e industrial–, con lo que pueden producir quemaduras a partir de una determinada cantidad de radiación absorbida.

8. ¿Cuál es la importancia de determinar el Período y el Punto Térmico Mortales en las bacterias?  Punto térmico mortal: temperatura mínima requerida para matar todos los microorganismos en una suspensión líquida en 10 minutos.  Periodo térmico mortal: tiempo mínimo requerido para que mueran todas las bacterias de una determinada suspensión a una determinada temperatura.

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Son valores necesarios para identificar la temperatura y tiempo adecuados para matar a todas las bacterias presentes en determinado medio. Esto es de suma importancia para cuando se requiere inactivar el medio y así matar todos los microorganismos presentes y evitar contaminaciones en el área de trabajo y con los compañeros.

9. ¿Por qué las esporas bacterianas son resistentes a las altas temperaturas y qué relevancia tiene esto? R: La resistencia de una endospora se puede explicar en parte por su estructura celular particular. La capa proteica externa que rodea la espora proporciona mucha de la resistencia química y enzimática. Debajo de la capa reside una capa muy gruesa de peptidoglicano especializada llamada la corteza. La formación apropiada de la corteza es necesaria para la deshidratación de la base de la espora, que ayuda en resistencia contra temperaturas altas. 10. ¿Cuáles son los valores de Período y Punto Térmico Mortales reportados en la literatura para las bacterias utilizadas en la práctica?  

R: 55°C es el punto térmico mortal por un periodo de 10 min. de Escherichia coli 120oC en endosporas de especies muy resistentes de Bacillus por 15 minutos. de Bacillus subtilis

ACTIVIDADES EXTRA Fundamento, utilidad y como se realizan las técnicas de Tindalización y Pasteurización TINDALIZACIÓN Proceso de destrucción de formas vegetativas por medio de vapor de agua y una incubación para favorecer la germinación de endosporas, para posteriormente repetir el proceso. Se fundamenta en el calor húmedo. Es un método de esterilización mediante calentamiento discontinuo. Consiste en someter la sustancia a esterilizar a un proceso seriado de elevación disminución de la temperatura de tal modo que en cada una de esas etapas se eliminen paulatinamente las esporas presentes a medida que se transforman en gérmenes activos. Se requiere un mínimo de tres sesiones de elevación/ disminución de la temperatura.

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PASTEURIZACIÓN LENTA Este método consiste en calentar la leche a temperaturas entre 62 y 64ºC y mantenerla a esta temperatura durante 30 minutos Luego de los 30 minutos, la leche es enfriada a temperaturas entre 4 y 10ºC según la conveniencia. La leche es calentada en recipientes o tanques de capacidad variable (generalmente de 200 a 1500 litros); esos tanques son de acero inoxidable preferentemente y tienen doble pared; la leche se calienta por medio de vapor o agua caliente que circula entre las paredes del tanque, provisto éste de un agitador para hacer más homogéneo el tratamiento. PASTEURIZACIÓN RÁPIDA Llamada también pasteurización continua o bien HTST (High Temperatura Short Time), este tratamiento consiste en aplicar a la leche una temperatura de 72 - 73ºC en un tiempo de 15 a 20 segundos. Todo tratamiento térmico que se hace a temperaturas inferiores al del punto de ebullición del agua es considerado como métodos de pasteurización. Bibliografía 

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UNAM. Factores que afectan la sobrevivencia de los microorganismos. [Internet] México, Departamento de fisicoquímica; 2016. [Consultado el 23 de Abril del 2021]. Disponible en: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/13_ControlCrecimiento_27237.pdf SCRIBD. Tindalización y pasteurización. [Internet] México, SCRIBD; 2014. [Consultado el 23 de Abril del 2021]. Disponible en: https://es.scribd.com/document/366259579/Tindalizacion Pérez M y Hernández A. DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL “D” DE BACTERIAS ÁCIDO LÁCTICAS PROBIOTICAS. [Internet] México, UAM; 2011. [Consultado el 25 de Abril del 2021]. Disponible en: http://www.fcb.uanl.mx/IDCyTA/files/volume1/2/2/24.pdf Anónimo. Selección de tratamientos térmicos. [Internet] México, Presentaciones google; 2021. [Consultado el 25 de Abril del 2021]. Disponible en: https://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwj ps6C1_HsAhUygK0KHd6cBmYQFjAaegQIChAC&url=http%3A%2F%2Fsgpwe.izt.uam.mx%2Fp ages%2Fcbs%2Flyanez%2FtecnofrutasI%2Fmaterial_adicional%2Fselecciotrattermicos.pp t&usg=AOvVaw26tvDK8TqDD7HPOVBWy9fk Anónimo. Métodos para el control mmicrobiano. [Internet]. México, Wordpress; 2020 [Consultado el 25 de Abril del 2021]. Disponible en:: http://saber.ucv.ve/bitstream/123456789/16824/1/T.E.G%20Samuel%20Chirinos.pdf https://profdavidemobili.wordpress.com/2015/07/21/metodos-para-el-control-microbiano/