MÓDULO 5: Microbiología de los Alimentos (Parte 1)

AREA DE CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD ALIMENTARIA

MÓDULO 5

EL SISTEMA DE AUTOCONTROL EN
LA INDUSTRIA AGROALIMENTARIA

“MICROBIOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS”

(Parte I)

JAIME FISAC PONGILIONI
Ingeniero Agrónomo
Madrid, Noviembre de 2012 Col. Nº 4578 COIACC
Col. Nº 3199 COIAL

ÍNDICE

PARTE I:

1 INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA.

2 CRECIMIENTO MICROBIOLÓGICO.

3 TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS.

4 ACTIVIDADES DE LOS MICROORGANISMOS.

5 DIVERSIDAD MICROBIOLÓGICA.

1 INTRODUCCIÓN A LA MICROBIOLOGÍA

Bacterias
Microorganismos Celulares: Hongos
Protozoos
Viroides
Microorganismos Acelulares: Priones
Virus
Organizacíón Procariota (archaea/bacterias)
Organismos Celulares: Organización Eucariota
(eucaria/algas, hongos, protozoos)

PROCARIOTAS

Peptidoglicano:
N-acetilglucosamina
Polisacáridos: Ácido acetil-murámico Unidos por aa
Péptidos cortos
Endosporas; resistencia a cosas (Tª conservación de alimentos).

Bacterias Gram +

ácidos ácido
proteína teicoicos lipoproteico

peptidoglicano

Espacio periplasmático
Relacionado con la síntesis de peptidoglicano
membrana
plasmática
(8nm)

fosfolípido proteína integrada

Bacterias Gram -

Polisacárido-O
polisacárido
Núcleo del

Lípido-A Porteína
Membrana

Porina
Externa

Fosfolípido

8 nm
Periplásmico

lapoproteína
Espacio

peptidoglicano

membrana
plasmática
(8nm)

Estructura del Lipopolisacárido (LPS)

Lípido-A KDO (cetodesoxioctanato) C8

glucosamina Núcleo del Polisacárido “O”
polisacárido (específico)

 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 Sigue violeta Decolora la célula
(decolorante) (cierre de poros) (disuelve los cristales)
Zafranina
Sigue violeta Color rojo
(colorante rojo)

Comparación entre una célula Eucariota y una Procariota.

Estructura Procariota Eucariota

Diferencias entre Endosporas y Células Vegetativas.

Diferencias entre el ARN ribosómico de Archaea/Bacteria/Eukarya.

2 CRECIMIENTO MICROBIOLÓGICO

Tiempo de Generación (TG) = Tiempo de Duplicación.
Tiempo en pasar de n a 2n.
Es siempre el mismo para una misma especie bajo las mismas condiciones.

Crecimiento Exponencial: N0
log
N = N0 * 2n logN = logN0 + n*log2 n= N0
log 2
dx nº de células o de cosas que yo quiero ver
= µ*x
dt
constante de crecimiento específico (h-1)
define el crecimiento óptimo
crecimiento
Ln x
x0
x = x0 * e µ(t–t0) Ln x – Ln x0 = µ * (t-t0) µ=
t-t0

Si (t-t0) = TG : x = 2 * x0 Ln 2
2* x = x0 * e µ(t–t0) TG = µ
x = x0 * e µ(t–t0)

Curva de Crecimiento típica para una población microbiana:

FASES DE CRECIMIENTO
LATENCIA EXPONENCIAL ESTACIONARIA MUERTE

9.0 1.0
turbidez óptica 0.75
Log organismos viables/ml

(densidad óptica)
8.0 viables

densidad óptica
0.50

7.0

0.25
6.0

5.0

tiempo

Medidas directas del Crecimiento Microbiológico:
A) Recuento de células totales.
sólidos
 Método del recuento directo en
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
Factor de dilución 102

159 x 1000 = 1,59 * 105 (células / ml muestra original)

Las Industrias Agrarias y Alimentarias usan los “Sistemas de
Cultivo Continuos”:
S Flujo constante de sustrato
MEDIO FRESCO DEL RESERVORIO
REGULADOR DE FLUJO
GAS/ AIRE ESTÉRIL

ESPACIO DE CABEZA GASEOSA

X S y X constantes: controlando
S controlo X

CULTIVO
S

EFLUENTE DE CÉLULAS
MICROBIOLÓGICAS

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.

GELIFICACIÓN DE LA MEMBRANA (transporte lento: existe crecimiento)

Tª
Tª min Tª opt Tª max

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.
E. coli Escherichia 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.

“Thermus Aquaticus”:
En centrales eléctricas y calentadores.
Tª optima 150 ºC.
“Thermus Aquaticus polimerasa”:
Técnica del PCR (medicina forense)

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 +)
Sulfato-reductoras.
Homoacetogénica.

Los AEROBIOS / ANAEROBIOS TOLERANTES tienen enzimas capaces de
destruir las formas tóxicas del O2:
Formas tóxicas del O2:
(ion muy tóxico)
O2 + e- O2- Superóxido
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
(SOD)
O2 + O2 + 2H+ H2O2 + O2 ( )
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 [ ] exterior < [ ] citoplasma La célula explota
Medio HIPERTÓNICO:
La [ ] exterior > [ ] citoplasma La célula se arruga

Actividad de Agua: aw

Presión de vapor del aire en equilibrio con una solución
aw =
Presión del agua pura a esa temperatura

0 < aw < 1

Ps
aw =
PH O
2

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:

MÓDULO 5: Microbiología de los Alimentos (Parte 1)

3 TÉCNICAS MICROBIOLÓGICAS

TÉCNICAS de OBSERVACIÓN

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
(t) puntos como 2 puntos.
longitud de onda
λ
150 t = 200 t = Índice de refracción
2 * AN Tamaño de la lente
¡¡ no lo veo !!
Apertura Numérica = n * senϴ

Microscopio óptico:
simple x 10
ocular 2 lentes x 20
Compuesto (2 lentes) x 10
objetivo 3 lentes x 40 para
x 100 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
d=
2*AN
1,5 1,5 0,055
λ= V (voltaje) = 300 = 0,055 nm d=
2*300

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 m. electrónico.
bacterias m. óptico.
membrana externa de una Gram (-) m. e. de transmisión.

TÉCNICAS de CULTIVO
Cultivo axénico cultivo puro (1 sola especie de 1 sola célula).
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 ANABOLISMO
de C)
Obtención de Energía CATABOLISMO

FUENTE DE C:

CO2 atmosférico AUTÓTROFO
Componentes orgánicos HETERÓTROFO

FUENTE DE ENERGÍA:

Luminosa (luz):
autótrofo FOTOAUTÓTROFO
heterótrofo FOTOHETERÓTROFO

Por compuestos químicos:
autótrofo QUIMIOAUTÓTROFO
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, …)

4 ACTIVIDAD DE LOS MICROORGANISMOS

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.

Reacción ANABÓLICA POLIMERIZACIÓN ESTRUCTURA
(biosíntesis) CELULAR

NUTRIENTE

Reacción CATABÓLICA
(productor de energía)

Metabolitos Precursores
Poder Reductor (NADH)
Energía (ATP)

PRINCIPALES RUTAS CATABÓLICAS:

Metabolitos precursores:
Son 12 compuestos esenciales.
Ninguna ruta por sí sola da los 12 compuestos.
Poder Reductor:
Reacciones de Oxido-Reducción (RedOx)
Transferencia
Oxidación: ceder e- (Lo ceden los átomos de H) de protones
Reducción: ganar e-

Potencial de reducción: E0´ (mv)
E0´ (mv) < 0 capacidad para ceder e-
E0´ (mv) > 0 capacidad para ganar e-

Glucosa como fuente de energía: funciona bien como dador de e-

Proteínas transportadoras del PR:
Libres en el citoplasma: NAD+ ó NAP
respiración
Asociadas a membranas: Forma la cadena de e- 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 ó ATPsitetasa
 Introducen H+
 Sintetiza ATP para el gradiente de protones

GLUCOLISIS: 1 glucosa  2 piruvato + 2ATP + 2NADH

ATP ATP

GLUCOSA G-6-P F-6-P F1,6-BP Muy inestable

(C6) aldolasa

DHAP (C3)
ADP ADP NAD
Muy inestable
PIRUVATO PEP 1,3-BPG G3P (C3)

ATP ATP NADH Comienzan las
oxidaciones

ENTNER-DOUDOROFF: 1 glucosa  2 piruvato + 1ATP + 2NADH

ATP NADH H2O
ÁCIDO 6 FOSFO
GLUCOSA G-6-P GLUCÓNICO
αKDG

aldolasa

PIRUVATO

GLICERALDEHIDO
PIRUVATO
FOSFATO

PENTOSAS FOSFATO: 1 glucosa  2 piruvato + 1ATP + 3NADH

ATP NADH
ÁCIDO 6 FOSFO
GLUCOSA G-6-P
GLUCÓNICO
ADP
CO2
NADH

RIBULOSA 6
PIRUVATO G-3-P
FOSFATO

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: oxidaciones

CO2

Fosforilación a
nivel de sustrato
OXALACETATO

GLUCOSA ACETIL-CoA
SUCCINATO
CO2

piruvico (glucolisis)  2 x [3CO2 + 4NADH + 1FADH + 1GTP]

El ciclo completo sólo lo tienen algunos m.o.
Los que no lo tienen completo, contienen un enzima para descarboxilar.

Aceptores de e- :
1.- FADH – Deshidrogenasa.
2.- Flavoproteína.
3.- Ferredoxina (sólo capta e- , los H+ los echa fuera).

NADH Deshidrogenasa
e-
H+
FLAVOPROTEÍNA
e- Energía
+
H “Protón-Motriz”

FERREDOXINA H+
H+
e-
e-
QUINONA CITOCROMO

EJEMPLO 1: “Fermentación Homoláctica” 2 Hlac + 2 ATP

Fermentación de ácido láctico de la leche para formar yogur.

PIRUVICO
NADH

lactato deshidrogenasa
NAD+
ÁCIDO PIRUVICO el pH y precipita la caseína

EJEMPLO 2: “Fermentación Alcohólica” Glucosa  2 Etanol + 2CO2 + 2ATP

PIRUVICO

NADH NAD+
CO2
ACETALDEHIDO ETANOL
alcohol deshidrogenasa

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”

ATP NADH NADH

GLUCOSA RIBULOSA (C5)
(C6)

(C3) PIRUVICO ACETIL-PIRUVICO
NADH + ATP
NADH
NAD+

ÁCIDO LÁCTICO ETANOL

1Glucosa  1Hlac + 1Etanol + 1CO2

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.

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
GLUCOSA G-6-P
αKDG PIRUVATO G-3-P

A6PG PIRUVICO ENTNER DOUDOROFF

R-6-P G-3-P PIRUVICO PENTOSAS FOSFATO

FUENTE DE FUENTE DE
SERES
ENERGÍA CERBONO
QUIMIOAUTÓTROFOS
compuestos orgánicos CO2 (QUIMIOLITOTROFOS)
luz CO2 FOTOAUTÓTROFOS
compuestos orgánicos compuestos orgánicos QUIMIOHETERÓTROFOS

AUTÓTROFOS
18 ATP
Fijación de CO2 Ciclo de KALVIN 12 NADPH

6 moléculas de CO2 1 molécula de Fructosa

FUENTE DE ENERGÍA

- Luz ATP
NADPH FOTOSÍNTESIS

- Compuestos Químicos ATPasa (capta los e- del compuesto químico
directamente)
(el CQ es el donador de e-)

5 DIVERSIDAD MICROBIANA

BACTERIAS
Origen de la vida ARCHEOBACTERIAS
PROCARIOTAS

ESTROMATOLITOS: Masas microbianas laminadas, construidas por capas de
organismos filamentosos y no filamentosos que pueden
encontrarse fosilizados.
TEORÍA Mitocondria y cloroplastos fueron en su día dos bacterias
ENDOSIMBIÓTICA: 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 / Protista
hongo protozoo procariota
Cronómetro Molecular: ARNr 16S eucariota
18S procariota

BACTERIAS clasificación: dominio +
reino
ARCHAEA sección
EUCAREA (eucariotas) clase
órden
familia
BACTERIAS: género
especie -
Microorganismos Fotosintéticos:
 Bacterias Verdes.
Tienen clorosomas para acumular la energía.
 Bacterias Rojas ó Purpúreas.
Acumula en la membrana citoplasmática pigmentos para
acumular energía.
Las BV y BR: No producen CO2 Fotosíntesis anoxigénica

Solo 1 fotosistema
Tienen bacterioclorofilas:
BV: b, A, C, D, F.
BR: b, A, B.
El tipo de luz que necesitan determina el hábitat.
Carotenos (efecto protector contra ciertas λ.

“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.

 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)

Microorganismos Quimiolitotrofos:
 Bacterias del Azufre.
HS- dona los e- a la Quinolona y se crea el grad en la
membrana forma ATP.
Para sintetizar NADPH “Transporte inverso de e-”
No es necesaria reacción metabólica.

 Bacterias del Hierro. H+, H+ ATP
Aerobia y pH ácido (acidófilo). Fe2+ O2
Oxida el Fe2+ a Fe3+ . pH 2-3 pH 6
Fe3+ H2O
En arroyos de minerías.
EXTERIOR INTERIOR

Microorganismos Quimioheterótrofos:
 Bacterias Aerobias.
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).

“Pseudomona syringae”: patógenos
vegetales. Presentes en hojas y no actúan si
no hay condiciones ambientales adversas
(frío, heladas, …). Produce clorosis.
F. Rizobiaceas: “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.

Ingeniería Genética:
Agrobacterium: “Tumefaciens”:
Nos quedamos con las “oparinas” Produce tumores en el tallo.
(productor del tumor) que crea los
genes oncogénicos y nos quedamos con
“Rhizogenes”:
su DNAt y en ésta región inyectamos lo Produce tumores en la raíz.
que queremos cultivar.
Bacteria del Acumula ácidos orgánicos.
Ácido Acético: “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.
G. Vibrio: Algunas especies están asociadas a
enfermedades.
“Vibrio cholerae” en agua contaminada.
“Vibrio parahemoliticus” organismo
marino (en marisco).

 Bacterias Anerobias.
Bacterias Bacilos no esporulados.
Entéricas: 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.

BACTERIAS GRAM (+):
 Bajo contenido en G+C:
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)
NADH NAD+

O2 H2O
NADH-oxidasa

NADH NAD+ H2O
Mn
O2 H2O2
pseudicatalasa
O2

El producto final de la fermentación es el “ácido
láctico”.
Homofermentativo:
NADH NAD+
GLUCOLISIS
GLUCOSA PIRUVICO LÁCTICO
LACTATO DESHIDROGENASA

Heterofermentativo:
No tienen la “aldolasa” (enzima básico de la
glucolisis); no pueden romper la F-6-P.

GLUCOSA GLUCONATO-6-FOSFATO
CO2

RIBOSA-5-FOSFATO

PENTOSAS FOSFATO

G-3-P ACETIL FOSFATO

A. LÁCTICO PIRUVATO ETANOL

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.

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.

Género clostridium:
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)
A PROPIÓNICO

LACTOSA A. LÁCTICO A ACÉTICO

b. lacticus Propioni
CO2
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.

ÁREA DE CONTROL DE CALIDAD Y DE SEGURIDAD ALIMENTARIA

JAIME FISAC PONGILIONI
Ingeniero Agrónomo
Col. Nº 4578 COIACC
Col. Nº 3199 COIAL

MÓDULO 5: Microbiología de los Alimentos (Parte 1)

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