AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA
JAIME FISAC PONGILIONI
Ingeniero AgrónomoCol. Nº 4578 COIACC
Col. Nº 3199 COIAL
EL SISTEMA DE AUTOCONTROL EN LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA
“MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS”
(Parte I)
Madrid, Noviembre de 2012
MÓDULO 5
INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA.
CRECIMIENTO MICROBIOLÓGICO.
TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS.
ACTIVIDADES DE LOS MICROORGANISMOS.
DIVERSIDAD MICROBIOLÓGICA.
1
2
3
4
5
ÍNDICE
PARTE I:
Microorganismos Celulares:BacteriasHongos
Protozoos
Microorganismos Acelulares:ViroidesPrionesVirus
Organismos Celulares:
Organizacíón Procariota (archaea/bacterias)
Organización Eucariota
(eucaria/algas, hongos, protozoos)
PROCARIOTAS
Peptidoglicano:
Polisacáridos:
N-acetilglucosaminaÁcido acetil-murámicoPéptidos cortos
Endosporas; resistencia a cosas (Tª conservación de alimentos).
Unidos por aa
INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA1
Peptidoglicano
Bacterias Gram +
peptidoglicano
membrana
plasmática (8nm)
fosfolípido proteína integrada
proteína
ácidos
teicoicos
ácido
lipoproteico
Espacio periplasmático
Relacionado con la síntesis de peptidoglicano
Bacterias Gram -
membrana
plasmática (8nm)
peptidoglicano
lapoproteína
8 n
m
Lípido-A
Nú
cleo
del
po
lisa
cári
do
Po
lisa
cári
do
-O
PorteínaPorina
Esp
acio
Per
iplá
smic
oM
emb
ran
a
Ex
tern
a
Fo
sfo
líp
ido
Lípido-A
glucosamina
KDO (cetodesoxioctanato) C8
Núcleo del
polisacárido
Polisacárido “O”
(específico)
Estructura del Lipopolisacárido (LPS)
el lipopolisacárido es tóxico en animales superiores; la toxicidad está
en el Lipido-A (endotoxina).
es permeable a moléculas pequeñas; PORINAS (canal que se satura de
agua y hay moléculas pequeñas que la atraviesan). Hay porinas
especificas y no especificas.
es impermeable a moléculas grandes. Crea un espacio periplasmático
entre la membrana plasmática y el peptidoglicano. Está relacionado con
la síntesis de peptidoglicanos.
Tinción de Gram.
COLORANTE G(+) G(-)
Violeta cristal + +
Iodo Cristal Cristal
Alcohol
(decolorante)
Sigue violeta
(cierre de poros)
Decolora la célula
(disuelve los cristales)
Zafranina
(colorante rojo)Sigue violeta Color rojo
Postulados de Koch:
Procariota EucariotaEstructura
Comparación entre una célula Eucariota y una Procariota.
Estructura del Flagelo.
Diferencias entre Endosporas y Células Vegetativas.
Diferencias entre el ARN ribosómico de Archaea/Bacteria/Eukarya.
Tiempo de Generación (TG) = Tiempo de Duplicación.
Tiempo en pasar de n a 2n.
Crecimiento Exponencial:
N = N0 * 2n logN = logN0 + n*log2 n =
logN0
N0
log 2
µ * x=dt
dx
crecimiento
constante de crecimiento específico (h-1)
nº de células o de cosas que yo quiero ver
x = x0 * e µ(t–t0) Ln x – Ln x0 = µ * (t-t0) µ=
Lnx0
x
t-t0
Si (t-t0) = TG : x = 2 * x0
x = x0 * e µ(t–t0)
2* x = x0 * e µ(t–t0) TG = µ
Ln 2
define el crecimiento óptimo
Es siempre el mismo para una misma especie bajo las mismas condiciones.
CRECIMIENTO MICROBIOLÓGICO2
Curva de Crecimiento típica para una población microbiana:
LATENCIA EXPONENCIAL ESTACIONARIA MUERTE
FASES DE CRECIMIENTO
viables
turbidez óptica
(densidad óptica)
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
1.0
0.75
0.50
0.25
Lo
g o
rga
nis
mo
s v
iab
les/
ml
den
sida
d ó
ptica
tiempo
Medidas directas del Crecimiento Microbiológico:
A) Recuento de células totales.
Método del recuento directo ensólidos
líquidos
B) Recuento de células viables: células vivas
Método de siembra por extensión en placa.
Método de siembra por vertido en placa.
1 ml 1 ml 1 ml
1 ml
9 ml 9 ml 9 ml 9 ml
(1/10) (1/100) (1/1000) (1/10000) : diluciones
159 colonias
159 x 1000 = 1,59 * 105 (células / ml muestra original)
Factor de dilución 102
Las Industrias Agrarias y Alimentarias usan los “Sistemas de
Cultivo Continuos”:
REGULADOR DE FLUJOGAS/ AIRE ESTÉRIL
MEDIO FRESCO DEL RESERVORIO
ESPACIO DE CABEZA GASEOSA
CULTIVO
EFLUENTE DE CÉLULAS
MICROBIOLÓGICAS
X
S
S y X constantes: controlando
S controlo X
S Flujo constante de sustrato
Factores que afectan al crecimiento microbiológico:
Temperatura:
A mayor Tª las reacciones químicas y enzimáticas son más rápidas,
pero llega a un punto donde se inhibe el crecimiento.
Cada organismo tiene sus temperaturas cardinales:
Tª mínima: Por debajo de ésta no existe crecimiento.
Tª óptima: Crecimiento rápido (+ cerca de Tªmáx que de Tªmin).
Tª máxima: Por encima de la cuál no existe crecimiento.
Tª
Tª min Tª opt Tª max
GELIFICACIÓN DE LA MEMBRANA (transporte lento: existe crecimiento)
DESNATURALIZACIÓN PROTEICA
Organismos PSICRÓFILOS:
Tª óptima < 15 ºC
PSICRÓFILOS ESTRICTOS: por encima de 15-20 ºC mueren.
PSICRÓFILOS TOLERANTES: toleran bajadas bruscas de Tª.
crecen a 0ºC.Tª óptima 20 – 40 ºC.
Organismos MESÓFILOS:
Tª óptima 30 - 37 ºC
E. coli.
Organismos TERMÓFILOS:
Tª óptima > 50ºC
TERMÓFILOS TOLERANTES: Tª óptima 50 ºC.
HIPERTERMÓFILOS: Tª óptima > 80 ºC.
No en Eucariotas.
Asociadas a procesos volcánicos.
Casi todas Arqueobacterias.
Escherichia coliE. coli
“Thermus Aquaticus”:
Tª optima 150 ºC.
“Thermus Aquaticus polimerasa”:
Técnica del PCR (medicina forense)
En centrales eléctricas y calentadores.
TERMÓFILOS e HIPERTERMÓFILOS se usan en
biotecnología, pues son muy estables y catalizan
reacciones a altas temperaturas.
Thermophilus Aquaticus
pH:
Para que exista crecimiento: 2 < pH < 10.
También hay pH óptimos.
Organismos ACIDÓFILOS:
pH 2 – 5.
Hongos.
Zumo de limón pH = 2
Organismos NEUTRÓFILOS:
pH 7.
Agua Pura.
pH citoplasmático es neutro.
Organismos ALCALÓFILOS:
pH > 7 (7 – 10).
Bacillus (Gram +).Alcalófilos Extremos: Archaea
Oxígeno:
Organismos AEROBIOS:
Crecen a tensiones de O2 normales: 21% de O2 en aire.
MICROAERÓFILOS: Utilizan el O2 cuando está a niveles mas bajos
que en el aire.
A. FACULTATIVOS: Bajo ciertas condiciones nutritivas crecen tanto
en condiciones aerobias como anaerobias.
Organismos ANEROBIOS:
Los que no respiran O2.
A. AEROTOLERANTES:Toleran el O2.
Crecen en presencia de O2 pero no pueden usarlo.
A. ESTRICTOS: Inhibidos o mueren en presencia de O2.
Bacterias: Clostridium (Bacilos Gram +)
Homoacetogénica.
Sulfato-reductoras.
Los AEROBIOS / ANAEROBIOS TOLERANTES tienen enzimas capaces de
destruir las formas tóxicas del O2:
Formas tóxicas del O2:
O2 + e- O2- Superóxido
(ion muy tóxico)
O2- + e- + 2H+ H2O2 Peróxido de H
H2O2 + e- + H+ H2O + OH-
Ión hidróxilo(Se forma debido a radiaciones)
Enzimas que destruyen las 3 formas tóxicas:
CATALASA: Elimina el H2O2
H2O2 + H2O2 2H2O + O2 ( )
PEROXIDASA: Elimina el H2O2
H2O2 + NADH 2H2O + NAD+
SUPEROXIDOSISMUTASA: Catalasa en combinación
O2 + O2 + 2H+
H2O2 + O2 ( )(SOD)
Si tiene SOD tiene catalasa o peroxidasa
Disponibilidad de Agua:
Es necesaria para la célula.
Se crea una presión de turgencia importante para crecer.
Medio HIPOTÓNICO:
La célula explotaLa [ ] exterior < [ ] citoplasma
Medio HIPERTÓNICO:
La célula se arrugaLa [ ] exterior > [ ] citoplasma
Actividad de Agua: aw
aw =Presión de vapor del aire en equilibrio con una solución
Presión del agua pura a esa temperatura
0 < aw < 1
aw =Ps
PH2O
Organismos HALÓFILOS:
Requieren NaCl para crecer.
Microorganismos marinos.
H. DISCRETOS: Bajo requerimiento de NaCl (1- 6 %).
H. HIPERTÓNICOS: Moderado requerimiento de NaCl (6 - 15%).
H. EXTREMOS: Crecen en ambientes muy salinos
15 – 30 % para crecimiento óptimo
Organismos OSMÓFILOS:
Los microorganismos crecen en [ azúcares ].
Crecen en frutas.
Organismos XERÓFILOS:
Los microorganismos crecen en ambientes muy secos.
Solutos Compatibles:
Para no arrugarse, el microorganismo sintetiza solutos para
aumentar la tensión osmótica en su interior.
Medición del Crecimiento Microbiológico:
MICROSCOPÍA ÓPTICA: Microscopio óptico o de campo brillante.
AUMENTO: Con lentes convexas (a + convexa + aumento).
CONTRASTE: Consiste en diferenciar la imagen del fondo.
Depende de la absorción.
Añadimos colorante a la muestra.RESOLUCIÓN: Capacidad para ver 2 puntos como 2 puntos y no
como 1.
“Poder de resolución”: distancia mínima para ver 2
puntos como 2 puntos.
t =λ
2 * AN
longitud de onda
Apertura Numérica = n * senϴ
Índice de refracción
Tamaño de la lente
150 t = 200
¡¡ no lo veo !!
TÉCNICAS de OBSERVACIÓN
TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS3
(t)
Microscopio óptico:
simple
Compuesto (2 lentes)
ocular
objetivo
2 lentes
3 lentes
x 10
x 20
x 10
x 40
x 100para
inmersión
Microscopio óptico de campo oscuro: aumenta el contraste
Podemos ver muestras frescas (sin teñir); células vivas.
Tinciones:
Simples: compuestos ácidos/básicos cargados.matamos a las células (desventaja).fijación a la llama.
Diferenciales: tinción de Gram.tinción ácido-alcohol resistencia (para cepas de
mycobacterium).
Específicas: de esporas.de flagelos.negativa (cápsula).
Microscopio Electrónico de Transmisión:
M.O. M.E.T.
HAZ Luz Electrones
MUESTRA En pletina de cristal En pletina de metal (al vacío)
ENFOQUE Sistema de lentes Sistema de lentes electromagnéticas
IMAGEN FINAL Imagen real Microfotografía de fluorescencia
AUMENTO Hasta 1.000 aumentos Hasta 200.000 aumentos
RESOLUCIÓN Hasta 200 nm Hasta 1nm
Muestra: al vacío.
Corte en la parafina con una cuchilla (microtomo).
Tinción con metales pesados.
Técnica empleada:
Criofractura.
Criograbado.
Sombreado metálico (para los Virus).
Microscopio óptico:
De campo brillante.De campo oscuro.Por contraste de fases:
Basada en la diferencia de índice de refracción de los ≠
componentes de la muestra (imagen tridimensional).
Fluorescente:
Técnicas con fluorocromos o marcación con sonda.
Con focal:
Microscopía antigua.
MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA:
Con esto la λ.
Calentamos hilos de tulsteno a 3.000 ºC y creamos un chorro de e-
con una ddp altísima.
λ =1,5
V (voltaje)=
1,5
300= 0,055 nm d =
0,055
2*300
d =λ
2*AN
Microscopio Electrónico de Transmisión:
Recogemos los electrones secundarios que emiten la muestra al
ser bombardeado por electrones primarios.
Para observar células enteras.
Tienen baja capacidad de resolución (1.000 aumentos; 20nm).
Cubrimos con metales para acentuar las diferencias.
virus
bacterias
membrana externa de una Gram (-)
m. electrónico.
m. óptico.
m. e. de transmisión.
Cultivo axénico cultivo puro (1 sola especie de 1 sola célula).
TÉCNICAS de CULTIVO
Condiciones estériles no contaminación cond. asépticas.
Medio de cultivo Para hacer crecer los microorganismos.
Condiciones óptimas de cultivo especie.
TÉCNICAS DE ESTERILIZACIÓN:
ESTERILIZACIÓN AL CALOR:
Calor Húmedo:
Autoclave (1 atm).
Vapor de agua 120 ºC sin hervir.
20 min en esterilizar.
Cualquier cosa miscible con el agua se autoclava.
Calor Seco:
En horno:
180 ºC / 2-3 horas.
Materiales que aguanten altas temperaturas.
A la llama (mechero).
FILTRACIÓN:
Separamos los m.o. del material a esterilizar.
Sustancias termolábiles (aa, proteínas, …)
Tipos de filtros:
De profundidad (de celulosa).
De membrana ( 0,2-0,4 micras de tamaño de poros).
Nucleopore (hechos los poros con radiaciones – sin cont)
HEPA (para filtrar el aire - cabina de flujo laminar).
ESTERILIZACIÓN CON COMPUESTOS QUÍMICOS: en frio.
Matamos al m.o. con:
Germicida.
Microbicida ( bactericida, viricida, fungicida, …)
Microbioestáticos:
No los mata pero inhibe su crecimiento.
Toxicidad selectiva: Dependiendo de la t.s. tenemos:
Desinfectante: superficies inanimadas. Ej:alcohol.
Antiséptico: superficies de tejido como uso tópico. Ej. alcohol
Quimioterapéutico: no tóxico para nosotros.
Fenoles y Alcoholes:
Desestabilizan los lípidos de membrana.Desinfectante (piel) y antiséptico.
Halógenos y H2O2:
Para agentes oxidantes.
Metales pesados:
Son muy tóxicos.Mercurio de cromo.
Detergentes:
Agente surfactante.
Gases:
Matan a las esporas.
Óxido de etileno y Formaldehido.Son muy tóxicos.Esterilizamos con bajas dosis.
2 técnicas de aislamiento de m.o.:
Método de siembra en estría o placa. CULTIVOS AEROBIOS
Método de diluciones sucesivas. CULTIVOS ANEROBIOS
Medio de Cultivo:
Nutrientes.
Macronutrientes: C, H, O, N, P, S, K, Mg, Na, Ca, Fe.
Micronutrientes: Fe (elementos traza).
NUTRIENTES:
Síntesis de la estructura
celular y crecimiento (Fuente
de C)
ANABOLISMO
Obtención de Energía CATABOLISMO
FUENTE DE C:
CO2 atmosférico AUTÓTROFO
Componentes orgánicos HETERÓTROFO
FUENTE DE ENERGÍA:
Luminosa (luz):
FOTOAUTÓTROFO
Por compuestos químicos:
autótrofo
heterótrofo FOTOHETERÓTROFO
QUIMIOAUTÓTROFOautótrofo
heterótrofo QUIMIOHETERÓTROFO
Medio de cultivo:
Complejo: Ponemos un poco de todo con una fuente de
Carbono (azúcar).
Definido: Sabemos la composición exacta.
Selectivo: Para que crezca un determinado m.o.
Diferencial: Para poder distinguir dos microorganismos
distintos (Agar, caldo peptonado, LIA, …)
Microscopía Electrónica
VISIÓN DEL METABOLISMO:
Reacciones químicas que tienen lugar en el interior de la célula.
1.- Entrada de nutrientes en la célula.
2.- Síntesis.
3.- Ensamblaje.
Productos Precursores: Energía para todos los procesos del metabolismo.
NUTRIENTE
Reacción ANABÓLICA
Reacción CATABÓLICA
(biosíntesis)
(productor de energía)
POLIMERIZACIÓN ESTRUCTURA
CELULAR
Metabolitos Precursores
Poder Reductor (NADH)Energía (ATP)
ACTIVIDAD DE LOS MICROORGANISMOS4
PRINCIPALES RUTAS CATABÓLICAS:
Metabolitos precursores:
Son 12 compuestos esenciales.
Ninguna ruta por sí sola da los 12 compuestos.
Poder Reductor:
E0´ (mv)
Reacciones de Oxido-Reducción (RedOx)
Oxidación: ceder e-(Lo ceden los átomos de H)
Reducción: ganar e-
Transferencia
de protones
Potencial de reducción:
E0´ (mv) < 0
E0´ (mv) > 0
capacidad para ceder e-
capacidad para ganar e-
Glucosa como fuente de energía: funciona bien como dador de e-
Proteínas transportadoras del PR:
Libres en el citoplasma:
Asociadas a membranas:
NAD+ ó NAP
Forma la cadena de e-respiración
fotosíntesis
Energía:
Enlaces ricos en energía: Enlaces tipo fosfato (ATP es el más alto)
No todos los fosfatos son energéticos
Síntesis de ATP:
Fosforilación a nivel de sustrato PEP Piruvato
Compuesto orgánico fosforilado
Molécula de Fosfato de alta Energía ADP ATP
Fosforilación oxidativa
En las membranas: ATPasa ATPsitetasaó
Introducen H+
Sintetiza ATP para el gradiente de protones
GLUCOLISIS:
GLUCOSA G-6-P F-6-P F1,6-BP
DHAP
G3P1,3-BPGPEPPIRUVATO
ATP ATP
Muy inestable
(C6)
(C3)
(C3)
aldolasa
Comienzan las
oxidaciones
NAD
NADH
Muy inestableADP
ATP
ADP
ATP
1 glucosa 2 piruvato + 2ATP + 2NADH
ENTNER-DOUDOROFF:
GLUCOSA G-6-PÁCIDO 6 FOSFO
GLUCÓNICO
ATP NADH
αKDG
PIRUVATO
GLICERALDEHIDO
FOSFATO
aldolasa
H2O
PIRUVATO
1 glucosa 2 piruvato + 1ATP + 2NADH
PENTOSAS FOSFATO:
GLUCOSA G-6-PÁCIDO 6 FOSFO
GLUCÓNICO
RIBULOSA 6
FOSFATO
ATP
1 glucosa 2 piruvato + 1ATP + 3NADH
NADH
ADP
G-3-PPIRUVATO
NADHCO2
Desde PIRUVICO puedo:
Para BIOSÍNTESIS.
Seguir OXIDANDO para obtener energía hasta el final (CO2) respirando,
pero hay m.o. que no respiran (el Piruvico de las PF no se oxida más!!!).
RESPIRACIÓN:
Proceso en el cual un compuesto es oxidado con O2 (o un sustituto de O2), que
funciona como aceptor terminal de e- y que normalmente se acompaña de la
producción de ATP por Fosforilación Oxidativa.
R. ANAERÓBICA: en lugar de O2, el último aceptor de e-
es otra sustancia
(SO42- ó NO3
- )
CICLO DE KREBS:
GLUCOSA ACETIL-CoA
piruvico (glucolisis) 2 x [3CO2 + 4NADH + 1FADH + 1GTP]
SUCCINATO
OXALACETATO
El ciclo completo sólo lo tienen algunos m.o.
Aceptores de e- :
Los que no lo tienen completo, contienen un enzima para descarboxilar.
1.- FADH – Deshidrogenasa.
2.- Flavoproteína.
3.- Ferredoxina (sólo capta e- , los H+
los echa fuera).
CO2
CO2
Fo
sfori
laci
ón
a
niv
eld
esu
stra
to
oxidaciones
NADH Deshidrogenasa
FLAVOPROTEÍNA
e-
Energía
“Protón-Motriz”
FERREDOXINA
QUINONA CITOCROMO
H+
H+
H+
H+
e-
e-
e-
EJEMPLO 1:
Fermentación de ácido láctico de la leche para formar yogur.
PIRUVICO
ÁCIDO PIRUVICO
NADH
NAD+ lactato deshidrogenasa
el pH y precipita la caseína
“Fermentación Homoláctica”
EJEMPLO 2: “Fermentación Alcohólica”
2 Hlac + 2 ATP
Glucosa 2 Etanol + 2CO2 + 2ATP
PIRUVICO
ACETALDEHIDO
NAD+
alcohol deshidrogenasa
NADHCO2
ETANOL
La fermentación alcohólica de la ruta de E.D. la produce la bacteria
Zymomonas (Gram -, anaerobia facultativa), indeseables en la
industria alcohólica y de bebidas.
EJEMPLO 2: “Fermentación Heteroláctica”
1Glucosa 1Hlac + 1Etanol + 1CO2
GLUCOSA
NADH + ATP
RIBULOSA
PIRUVICO ACETIL-PIRUVICO
ÁCIDO LÁCTICO ETANOL
ATP NADHNADH
NAD+NADH
(C6)
(C5)
(C3)
ATP-sintetasa: mete los H+ que han salido.
actúa como un canal de H+.
une un Pi a un ADP para formar ATP.
RESPIRACIÓN:
AEROBIA: El último aceptor de e- es el O2.
O2/H2O poder reductor muy alto
ANAEROBIA: El último aceptor de e- no es el O2.
El salto energético es más bajo.
Vía de asimilación del NITRATO:
Como NITRATO: ruta normal (plantas, hongos, …)
Como NITRITO: cede un e- de Nitrato a Nitrito.
FERMENTACIÓN:
“Catabolismo anaeróbico en el que un compuesto orgánico sirve al
mismo tiempo como donador y aceptor de e- y en el que el ATP se
produce por fosforilación a nivel de sustrato”
No existe oxidación total de la fuente de energía.
No existe donador final de e-
Todas las reacciones están “balanceadas” internamente.
Hay que “gastar” el poder reductor (NADH) reduciéndolo.
GLUCOSA G-6-P
αKDG PIRUVATO G-3-P
PIRUVICO
PIRUVICOG-3-PR-6-P
A6PG
F-6-P F-1,6-B-P G-3-P D-H-A-P
1,3-B-P-G P-E-P PIRUVICO GLUCOLISIS
ENTNER DOUDOROFF
PENTOSAS FOSFATO
FUENTE DE
ENERGÍA
FUENTE DE
CERBONOSERES
compuestos orgánicos CO2
QUIMIOAUTÓTROFOS
(QUIMIOLITOTROFOS)
luz CO2 FOTOAUTÓTROFOS
compuestos orgánicos compuestos orgánicos QUIMIOHETERÓTROFOS
AUTÓTROFOS
Fijación de CO2 Ciclo de KALVIN
6 moléculas de CO2 1 molécula de Fructosa
12 NADPH
18 ATP
FUENTE DE ENERGÍA
- Luz ATP
NADPH FOTOSÍNTESIS
- Compuestos Químicos ATPasa (capta los e- del compuesto químico
directamente)
(el CQ es el donador de e-)
BACTERIAS
ARCHEOBACTERIAS
PROCARIOTAS
ESTROMATOLITOS: Masas microbianas laminadas, construidas por capas de
organismos filamentosos y no filamentosos que pueden
encontrarse fosilizados.
Origen de la vida
TEORÍA
ENDOSIMBIÓTICA:
Mitocondria y cloroplastos fueron en su día dos bacterias
de vida libre.
El microorganismo endosimbionte era fotosintético (da
lugar a las plantas)
CLASIFICACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS
Clasificación que nadie acepta: Reino Animal / Plantas / Fungi / Monera / Protistahongo protozoo procariota
Cronómetro Molecular: ARNr 16S
18S
eucariota
procariota
DIVERSIDAD MICROBIANA5
BACTERIAS
ARCHAEA
EUCAREA (eucariotas)
BACTERIAS:
Bacterias Verdes.
Microorganismos Fotosintéticos:
Bacterias Rojas ó Purpúreas.
Tienen clorosomas para acumular la energía.
Acumula en la membrana citoplasmática pigmentos para
acumular energía.
Las BV y BR: Fotosíntesis anoxigénica
Solo 1 fotosistema
Tienen bacterioclorofilas:
BV: b, A, C, D, F.
BR: b, A, B.
No producen CO2
El tipo de luz que necesitan determina el hábitat.
Carotenos (efecto protector contra ciertas λ.
clasificación: dominioreinosecciónclaseórdenfamiliagéneroespecie
+
-
Cianobacterias.
Ficobiliproteina en cianobacterias (Ficociana da color azul).
Tienen tilacoides, Fotosistema I (fotosíntesis oxigénica) y II.
Tienen la Clorofila A.
Crecen en suelos (fertilizantes en suelos).
“Azolla”, “Anabaena” (bacteria): hace la fotosíntesis y fija
nitrógeno atmosférico (plantación de arroz).
Hacen la misma fotosíntesis que las plantas.
La luz: forma el grad de protones y dona e- (NADP NADPH)
“fotosíntesis cíclica” (no donador ext. de e-)
Sólo se forma ATP (luz ATP)
FOTOFOSFORILACIÓN CICLICA
El NADPH surge de:
H2: dona los e- de NADP a NADPH
HS-: no lo dona directamente. La cadena de
e- va al revés.
TRANSPORTE INVERSO DE e-
Viven en lagos, estanques y fuentes termales.
Bacterias del Azufre.
Microorganismos Quimiolitotrofos:
Bacterias del Hierro.
HS- dona los e- a la Quinolona y se crea el grad en la
membrana forma ATP.
Aerobia y pH ácido (acidófilo).
Para sintetizar NADPH “Transporte inverso de e-”
No es necesaria reacción metabólica.
Oxida el Fe2+ a Fe3+ .
En arroyos de minerías.
Fe2+
Fe3+
O2
H2O
H+, H+ ATP
pH 2-3 pH 6
EXTERIOR INTERIOR
Bacterias Aerobias.
Microorganismos Quimioheterótrofos:
Pseudomonas: Siempre respiran.
Hacen la ruta de E. Doudoroff.
Metabolizan gran cantidad de compuestos.
Proceso descontaminante: BIORREMEDIACIÓN
Proceso de lucha biológica (sideróforos:
acompleja todo el Fe para que el patógeno
no lo pueda utilizar).
F. Rizobiaceas:
“Pseudomona syringae”: patógenos
vegetales. Presentes en hojas y no actúan si
no hay condiciones ambientales adversas
(frío, heladas, …). Produce clorosis.
“Rizobium”:
Fija N atmosférico (leguminosas).
La bacteria está en los nódulos radicales de
la raíz: N2 NH3 vegetal
La planta es fuente de C y de E.
Se protege el O2 y se produce la
“leghemoglobina”, que lo sintetiza la planta
y se lo da a la bacteria para que atrape el
O2.
Relación planta – bacteria es específica.
Agrobacterium: “Tumefaciens”:
Produce tumores en el tallo.
“Rhizogenes”:
Produce tumores en la raíz.
Ingeniería Genética:
Nos quedamos con las “oparinas”
(productor del tumor) que crea los
genes oncogénicos y nos quedamos con
su DNAt y en ésta región inyectamos lo
que queremos cultivar.
Bacteria del
Ácido Acético:
Acumula ácidos orgánicos.
“gluconobacter”: no es superoxidante.
“acetobacter”: es superoxidante (oxida el
HAc hasta CO2).
Sorbitol: la “sorbosa” produce el “ácido
ascórbico” (proceso de BIOCONVERSIÓN)
G. Zimomonas: Produce la “fermentación alcohólica” por
la ruta de E. Doudoroff.
En algunos sitios se una para fermentar en
lugar de usar levadura (“pulque” para
hacer tequila, sidra, cerveza, miel,…).
También produce la fermentación de etanol.
Algunas especies están asociadas a
enfermedades.
G. Vibrio:
“Vibrio cholerae” en agua contaminada.
“Vibrio parahemoliticus” organismo
marino (en marisco).
Bacterias Anerobias.
Bacterias
Entéricas:
Bacilos no esporulados.
Anaerobios y facultativos.
Grupo homogéneo de bacterias.
Fermenta muchos azúcares y forma gases.
Hay mezcla de muchos compuestos a la vez.
FERMENTACIÓN ÁCIDO-MIXTA.
FERMENTACIÓN BUTANO-DIÓLICA.
FERMENTACIÓN ÁCIDO-MIXTA.
Se forma: ácido acético, ácido láctico, ácido succinico, etanol, CO2 , H2.
Grupo Escherichia: Anaerobio facultativo.Vive en el intestino grueso (si está en el i. delgado
produce enfermedades endéricas (diarreas).
Nos proporciona Vitamina-K.
Se usa como grupo indicador de contaminación.
Género Shigella: Fuertes alteraciones (toxinas muy fuertes).
Parecidas a E. coli.
Género Salmonella: Produce cepas patógenas.
Existen muchas variedades.
Clasificación: S.K, S.O, S.H
Género Yersinia: Gram -, aerobios y anaerobios facultativos.
FERMENTACIÓN BUTANO-DIÓLICA:
Se acumula y se produce “butano-diol”.
Enterobacter:Gram -, anaerobia facultativa.
Ifecciosas o descomponedoras.
Klebsiella:Gram -, anaerobia facultativa.
Bajo contenido en G+C:
BACTERIAS GRAM (+):
Cocos Gram +: Aerobios.
Capaz de tolerar gran cantidad de NaCl.
De bajo contenido en agua (desecación).
Género “Staphylococus”:
S. Aureus: tóxico en alimentos.
S. Epidermis: en nuestra flora de la piel.
Género “Sarcina”: acumula pigmentos (carotenos).
B. Lácticas: Anaerobios.
Formadas por cocos y bacilos.
Incapaces de sintetizar grupos tipo “hemo” (son
“fermentativos obligados”).
Son capaces de tolerar O2.
Catalasa: no lo tienen.
SOD: no lo tienen.
Tienen una oxidasa (FLAVOPROTEÍNA)
O2
NADH
H2O
H2O2
NAD+
NADH-oxidasa
O2
NADH NAD+
pseudicatalasa
H2O
O2
Mn
El producto final de la fermentación es el “ácido
láctico”.
Homofermentativo:
PIRUVICOGLUCOSAGLUCOLISIS
LÁCTICO
NADH NAD+
LACTATO DESHIDROGENASA
Heterofermentativo:
GLUCONATO-6-FOSFATOGLUCOSA
No tienen la “aldolasa” (enzima básico de la
glucolisis); no pueden romper la F-6-P.
RIBOSA-5-FOSFATO
PENTOSAS FOSFATO
ACETIL FOSFATOG-3-P
ETANOLPIRUVATOA. LÁCTICO
CO2
LACTOBACILUS:
Bacilos.
Especies homofermentativas / heteroferment.
Asociadas a productos lácteos:
Delbrukii supbulgaris / acidofilus.
LEUCONOSTOC:
Son fermentativos.
Forman coco-bacilar..
“leuconostoc mesenteroides”:
Vegetales: pepinillos, ….
Tolera alta [azúcares].
STREPTOCOCUS:
Lactococos: en productos lácteos.
Enterococos: en flora intestinal.
Streptococos: producen enfermedades.
S. mutans (producen caries)
S. Neumoniae (causa neumonia)
S. thermophilus (en el yogur).
B. Endosporas: La >ia son bacterias del suelo (ventaja ecológica).
Género bacilus:
Aerobios (catalasa + SOD).
Formador de endosporas.
Son los + abundantes del suelo.
Existen importantes especies para la
producción de antibióticos.
Género clostridium:
Otras especies importantes para la
intoxicación alimentaria (B. cocus).
Otras son patógenas de animales.
(B.antracis).
Otras son patógenas de insectos (B.
thuringiensis); insecticidas biológicos.
Anaerobios estrictos.
Metabolismo fermentativo.
Algunas sintentizan catalasa, pero poco.
Funciones industriales (fermentar alcohol)
Algunas fermentan la celulosa (mezcla con
combustible y etanol para biocombustible)
Algunas fermentan grasa, proteínas
cárnicas (c. cadaveris),…
c. perfringens: intoxicación alimentaria
c. botulinum: produce neurotoxina, vive
en el suelo y es mortal.
c. tetanii: vive en el suelo.
Alto contenido en G+C:
Bacterias del ácido propiónico:
Crece a partir del azúcar y la leche.
Se aisló por primera vez del queso (emental suizo)
LACTOSA A. LÁCTICO A ACÉTICO
A PROPIÓNICO
CO2
b. lacticus Propioni
bacterium
Bacterias Streptomyces:
Se clasifican según las ramificaciones de las esporas.
Son filamentosas y del suelo.
Son productores de antibióticos.
Bifidobacterias:
Género bifidobacterium:
Produce ácido láctico.
Viven en el tracto intestinal de los lactantes (bebés)
No se implanta en el intestino pero beneficia la flora.
Anaerobio.
Ruta fermentación láctica ≠ al de bacterias lácticas.
Glucolisis.
El Ciclo de Kalvin.
ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD Y DE SEGURIDAD ALIMENTARIA
JAIME FISAC PONGILIONI
Ingeniero AgrónomoCol. Nº 4578 COIACC
Col. Nº 3199 COIAL