9 medidas para controlar el crecimiento microbiano (con la figura)

Algunas de las medidas importantes para controlar el crecimiento microbiano son: 1. Limpieza 2. Baja temperatura 3. Alta temperatura 4. Esterilización de filtro 5. Esterilización por radiación 6. Eliminación de humedad 7. Envasado en atmósfera modificada 8. Reducción del pH 9. Uso de químicos .

1. Limpieza:

La limpieza implica barrer, limpiar, lavar y cepillar un material, que elimina la mayoría de los microbios presentes en él.

Por ejemplo, barrer el piso, limpiar la mesa después de una comida, lavar el piso o la ropa, cepillarse los dientes son pasos que apuntan a descontaminar el material, controlando así el crecimiento microbiano.

2. Baja temperatura:

La baja temperatura retrasa el crecimiento de un gran grupo de microbios y, por lo tanto, controla el crecimiento microbiano.

La exposición a baja temperatura se puede hacer de dos maneras como sigue:

(i) Enfriamiento:

Es un proceso de bajar la temperatura de un material a aproximadamente 0 ° C, pero no por debajo de ella. La baja temperatura retrasa el crecimiento de un gran grupo de microbios y, por lo tanto, controla el crecimiento microbiano en el material. Por ejemplo, el pescado se enfría, generalmente mediante formación de hielo, lo que retrasa el crecimiento de los microbios del deterioro y, por lo tanto, lo conserva durante algunos días.

(ii) Congelación:

Es un proceso de bajar la temperatura de un material por debajo de 0 ° C. La baja temperatura retrasa el crecimiento de un gran grupo de microbios y, por lo tanto, controla el crecimiento microbiano en el material. El crecimiento microbiano se detiene completamente por debajo de -10 ° C. Por ejemplo, el pescado y la carne se congelan generalmente por debajo de -20 ° C, lo que detiene completamente el crecimiento de los microbios del deterioro y, por lo tanto, lo preserva durante meses juntos.

3. Alta temperatura:

A medida que la temperatura aumenta más allá de la temperatura máxima para el crecimiento de microbios, se producen efectos letales. Por lo tanto, una temperatura muy alta destruye los microbios y, por lo tanto, controla el crecimiento microbiano.

La exposición a altas temperaturas se puede hacer de las siguientes maneras:

(i) Luz del sol:

La alta temperatura de la luz solar mata muchos microbios. El agua de los estanques y tanques generalmente recibe una gran contaminación microbiana, pero la luz solar mata a una gran cantidad de microbios y, por lo tanto, reduce la contaminación considerablemente. La radiación UV de la luz solar también mata muchos microbios.

(ii) Calor Seco:

El calor seco mata a los microbios por oxidación de los componentes celulares, mientras que el calor húmedo mata por coagulación o desnaturalización de las proteínas celulares de las células microbianas. El calor seco se aplica de las siguientes maneras.

(a) Horno de aire caliente:

Todos los artículos de vidrio y materiales como polvos, cera y aceite, que no deben entrar en contacto con la humedad, se esterilizan en un horno de aire caliente a 180 ° C durante 3 horas. El organismo indicador para la prueba de esterilidad de un horno es Clostridium tetani, que crece en medio de carne cocida Robertson o en agar con tioglicolato.

(b) Incineración:

Es un proceso de esterilización al quemar un material a las cenizas. Los bucles y las agujas se queman al rojo vivo en el quemador Bunsen. Los materiales infectados y las carcasas de los animales de laboratorio se incineran antes de su eliminación.

(c) Flaming:

Es un proceso de esterilización de materiales como bisturí, tijeras y esparcidor de vidrio, que primero se sumergen en el espíritu y luego se ejecutan sobre la llama para permitir que el espíritu se incendie y se queme. No se les permite ponerse al rojo vivo.

(iii) Calor Húmedo:

El calor húmedo mata a los microbios por coagulación de sus proteínas. El calor húmedo es más efectivo que el calor seco, ya que toma menos tiempo, particularmente a alta presión, cuando la temperatura está por encima de los 100 ° C.

Se aplica de las siguientes maneras:

(una) Pasteurización:

La pasteurización es un proceso de tratamiento térmico de hasta 100 ° C que utiliza calor húmedo, que mata ciertos tipos de microbios en un material dado, pero no mata a todos los microbios presentes en él. La leche, los jugos, las cremas y ciertas bebidas alcohólicas se conservan mediante pasteurización.

Mata ciertos microbios patógenos, así como algunos microbios de deterioro, lo que aumenta considerablemente la vida de almacenamiento de líquidos perecederos. La pasteurización de la leche se realiza de dos maneras, a saber. Pasteurización instantánea (71 ° C durante 15 segundos) y pasteurización a granel (63-66 ° C durante 30 minutos).

(segundo) Hirviendo:

Es un proceso de calentamiento de materiales en agua hirviendo a 100 ° C durante unos 30 minutos. Las jeringas y agujas para uso hospitalario se hierven en agua antes de usarlas. Cocinar los alimentos también es un proceso de ebullición.

(do) Tyndalización:

Es un proceso de esterilización por calor fraccional mediante calor húmedo, que se realiza durante tres días, para esterilizar completamente un material. Algunos medios microbiológicos que contienen azúcares lábiles al calor, que se destruyen por autoclave, se esterilizan mediante tyndalización.

El material a esterilizar se calienta con vapor a 100 ° C durante 20 minutos todos los días durante tres días consecutivos. El tratamiento térmico del primer día mata las formas vegetativas de las bacterias. Durante la incubación del primer día, las esporas, que sobreviven al tratamiento térmico, germinan.

El tratamiento térmico del segundo día mata estas bacterias germinadas. La incubación del segundo día permite que germinen las esporas residuales. El tratamiento térmico del tercer día mata estas bacterias germinadas, esterilizando así completamente el material.

(re) Autoclavado:

Es un proceso de esterilización por calor, en el que el material que se va a esterilizar se calienta a 121 ° C durante 15 minutos con vapor supersaturado (vapor con temperatura superior a 100 ° C) en un autoclave. Un autoclave es un dispositivo sellado que genera y mantiene vapor a presión.

Bajo presión atmosférica normal, la temperatura máxima que se puede alcanzar en un baño de agua abierto es de 100 ° C. Cuando el agua se calienta en una cámara cerrada como autoclave, se produce vapor y la presión de vapor dentro de la cámara aumenta, ya que no se permite que el vapor escape de la cámara.

La alta presión eleva el punto de ebullición del agua en la cámara y la temperatura muy por encima del punto de ebullición del agua (> 100 ° C) es alcanzable en la cámara. El autoclave se realiza para la esterilización completa de materiales como medios microbiológicos y diluyentes, mediante calor húmedo.

A veces, los artículos de vidrio también se esterilizan en autoclave después de cubrirlos con papel artesanal. El autoclave mata completamente las esporas y las formas vegetativas, lo que garantiza una esterilidad completa en el material.

Los autoclaves son de dos tipos, verticales y horizontales. El indicador de la esterilización térmica en autoclave es Bacillus stearothermophilus, la bacteria más resistente al calor. La esterilidad también se puede garantizar mediante el uso de una solución de color llamada tubo Brownies (cambia de rojo a verde, cuando se calienta a 121 ° C durante 15 minutos) o cinta Johnson (cambia de media luz verde + mitad blanca a mitad negra + mitad blanca, cuando Se calienta a 121 ° C durante 15 minutos).

4. Esterilización del filtro:

La esterilización por filtración es un proceso de pasar un líquido o gas a través de un filtro que tiene poros muy pequeños, que no permiten que los microbios pasen a través de ellos, pero permiten que el líquido o el gas. El líquido o gas que sale del filtro está libre de microbios y, por lo tanto, es estéril. Aquí, la esterilización se consigue por descontaminación. La esterilización por filtración se realiza para esterilizar líquidos o gases sensibles al calor.

Los cuatro tipos principales de filtros utilizados son los siguientes:

(i) Micro-filtros mecánicos (filtros de profundidad):

Estos filtros no tienen un tamaño de poro uniforme. Algunos ejemplos son la almohadilla de asbesto en el filtro Seitz, la tierra de diatomeas en el filtro Brokefield, la porcelana en el filtro Chamberland-Pasteur y los discos de vidrio sinterizado en otros filtros. También se les llama filtros de profundidad, porque atrapan partículas en los caminos tortuosos creados a lo largo de la profundidad de la estructura.

Como son bastante porosos, los filtros de profundidad a menudo se usan como prefiltros para eliminar partículas más grandes de una solución, de modo que no se produzcan obstrucciones en el proceso de esterilización del filtro final. También se utilizan para la esterilización por filtración de aire en procesos industriales.

(ii) Filtros de membrana:

El tipo más común de filtros para esterilización en el campo de la microbiología son los filtros de membrana. Tienen un tamaño de poro uniforme. Se componen de polímeros con una alta resistencia a la tracción, como el acetato de celulosa, el nitrato de celulosa o la polisulfona, fabricados de tal manera que contienen una gran cantidad de microporos.

El tamaño de los poros se puede controlar con precisión durante la fabricación de los filtros controlando el proceso de polimerización. Alrededor del 80-85% del área del filtro está ocupada por los poros, lo que proporciona un caudal de fluido relativamente alto. Para mejorar aún más el caudal, se utiliza la bomba de vacío.

Generalmente, el conjunto de filtración de membrana se esteriliza por calor por separado del filtro de membrana y el conjunto se ensambla asépticamente en el momento de la filtración. (Figura 2.19). El organismo indicador de la esterilización por filtración es Cerratia marcescens (0.75µ).

(iii) Filtros de seguimiento de nucleación (filtros de nucleótidos):

Estos filtros se fabrican tratando películas de policarbonato muy delgadas (10p de espesor) con radiación nuclear y luego graban las películas con un químico. La radiación causa daños localizados en la película y el químico de grabado agranda estos lugares dañados en poros.

El tamaño de los poros se puede controlar con precisión por la resistencia de la solución de grabado y el tiempo de grabado. Estos filtros se usan comúnmente en microscopía electrónica de barrido de microorganismos.

(iv) Filtros de aire particulado de alta eficiencia (HEPA):

Los filtros HEPA con flujo laminar de aire se utilizan para enviar aire limpio a un recinto, como un cubículo o una habitación, para producir una cámara esterilizada sin polvo. La transferencia aséptica de microbios y materiales esterilizados se realiza en el laboratorio de microbiología dentro de dichas cámaras de flujo laminar, que se preesteriliza con una lámpara UV.

5. Esterilización por radiación:

La energía transmitida a través del espacio en una variedad de formas generalmente se llama radiación. El más importante de ellos es la "radiación electromagnética", que incluye microondas, radiación ultravioleta (UV), rayos de luz, rayos gamma, rayos X y electrones.

Aunque todas las formas de radiaciones electromagnéticas tienen el potencial de controlar el crecimiento microbiano, cada tipo de radiación actúa a través de un mecanismo específico como se indica a continuación:

(i) Radiación por microondas:

Su efecto antimicrobiano se debe, al menos, a sus efectos térmicos (de calentamiento).

(ii) Radiación UV:

La radiación con longitud de onda entre 220 y 300 nm se llama radiación UV. Tiene suficiente energía para causar roturas en el ADN, lo que lleva a la muerte de los microorganismos expuestos. También causa mutación por formación de dímeros de pirimidina (particularmente timina) en ácidos nucleicos. Esta mutación es letal, cuando el gen (fragmento de ADN responsable de un carácter particular) para una función vital deja de funcionar.

Esta luz casi visible es útil para desinfectar superficies, aire y otros materiales como el agua que no absorbe la luz UV. Se utiliza para desinfectar la cámara de flujo laminar. Como tiene un bajo poder de penetración, no puede penetrar superficies sólidas, opacas y que absorben la luz. Su utilidad se limita por tanto a la desinfección de superficies expuestas.

(iii) Radiaciones ionizantes:

Entre las radiaciones electromagnéticas, aquellas que tienen energía suficientemente alta (más de 10 eV) para ionizar los componentes celulares, de modo que las células ya no pueden realizar funciones críticas y, en consecuencia, dañar las células se llaman "radiaciones ionizantes".

Los diferentes tipos de radiaciones ionizantes incluyen los siguientes:

(una) Rayos a, rayos p y rayos y: se producen por desintegración de núcleos de elementos radiactivos como 60 Co, 90 Sr y 127 Cs.

(segundo) Rayos X y haces de electrones de alta velocidad: son producidos por poderosos aceleradores eléctricos.

Las radiaciones ionizantes se producen por la formación de partículas subatómicas cargadas (electrones, protones, neutrones) a partir de átomos o moléculas. Estas radiaciones ionizan el material expuesto a electrones (e - ), radicales hidroxilo (OH *) y radicales hidruro (H *). Cada una de estas partículas es capaz de degradar y alterar biopolímeros como el ADN y las proteínas.

La ionización y la posterior degradación del ADN y las proteínas conducen a la muerte de las células irradiadas. Como los rayos-y tienen un alto poder de penetración, pueden penetrar superficies sólidas, opacas, que absorben la luz y esterilizar la mayoría de los materiales.

Actualmente, se utiliza para la esterilización en las industrias alimentarias (para esterilizar la carne molida y los productos de carne fresca como la hamburguesa y el pollo), así como para la esterilización de especias, material de laboratorio desechable y suministros médicos como artículos quirúrgicos, medicamentos e injertos de tejidos. La alta capacidad de penetración de los rayos Y lo hace útil para esterilizar grandes cantidades de materiales.

Como también es perjudicial para las células humanas, se necesitan altas precauciones en su uso. Por otro lado, los haces de electrones de alta velocidad tienen menos capacidad de penetración y, por lo tanto, son menos peligrosos. Se utilizan para esterilizar artículos más pequeños envueltos individualmente.

6. Eliminación de la humedad:

Todos los microbios necesitan humedad para su crecimiento y actividad. Por lo tanto, la eliminación de la humedad presente en un material retrasa el crecimiento de los microbios presentes en él.

Se puede hacer de las siguientes maneras:

(i) Secado:

Incluye secado al sol y secado artificial en secadores mecánicos.

(ii) Deshidratación:

Implica secado bajo condiciones controladas.

(iii) Salado:

En salazón, la sal elimina la humedad por ósmosis.

(iv) Secado por congelación o liofilización:

Implica secar a baja temperatura.

(v) Secado por congelación acelerada:

Es de secado por congelación a una velocidad muy rápida.

Todos estos métodos se adoptan en la conservación de peces y muchos otros materiales. Las bacterias liofilizadas se envían a diferentes laboratorios en ampollas selladas.

7. Envasado en atmósfera modificada:

El envasado en atmósfera modificada (MAP) se utiliza para prolongar la vida útil de los pescados, carnes, frutas y vegetales frescos durante el almacenamiento refrigerado. Se envasan en recipientes herméticos, dentro de los cuales la atmósfera se modifica deseablemente mediante el lavado de los gases requeridos en la proporción requerida.

Los tres principales gases utilizados comercialmente son CO 2, N 2 y O 2 . La extensión de la vida útil en MAP es el resultado de la actividad antimicrobiana de estos gases. El CO 2 tiene un efecto bacteriostático, el N 2 inhibe el crecimiento de microorganismos aeróbicos y el O 2 inhibe el crecimiento de microorganismos estrictamente anaeróbicos.

8. Reducción del pH:

Un pH bajo retrasa el crecimiento de un gran grupo de microbios y, por lo tanto, controla el crecimiento microbiano en el material que los alberga. Por ejemplo, el bajo pH de la cuajada, las marinadas y los encurtidos retrasa el crecimiento de los microbios del deterioro y, por lo tanto, los preserva durante meses juntos.

9. Uso de productos químicos:

Los químicos que matan o inhiben el crecimiento de microorganismos se denominan 'químicos antimicrobianos'. Tales sustancias pueden ser productos químicos sintéticos o productos naturales. Esos químicos, que matan bacterias, hongos o virus, se denominan químicos bactericidas, fungicidas o viricidas, mientras que aquellos que no matan, pero solo inhiben su crecimiento, se llaman químicos bacteriostáticos, fungistáticos o viristáticos, respectivamente.

La eficacia de un químico para inhibir el crecimiento de una especie de bacteria está determinada por un factor llamado concentración inhibitoria mínima (MIC). La CIM se define como la cantidad mínima de un químico antimicrobiano necesario para inhibir el crecimiento de un microorganismo de prueba.

La efectividad de un químico contra un organismo dado también se determina midiendo la zona de inhibición en la técnica de difusión de agar.

Los químicos antimicrobianos son de las siguientes categorías:

(i) Desinfectantes (germicidas):

Estos son productos químicos antimicrobianos utilizados para matar los microbios presentes solo en objetos inanimados (Tabla 2.2).

(ii) Antisépticos:

Estos son productos químicos antimicrobianos utilizados para matar los microbios presentes solo en la superficie del cuerpo del organismo vivo, que están expuestos a infecciones externas. Son lo suficientemente no tóxicos para ser aplicados a tejidos vivos (Tabla 2.2).

(iii) Esterilizantes:

Estos son productos químicos antimicrobianos que, en circunstancias apropiadas, pueden matar toda la vida microbiana y pueden usarse para esterilizar objetos y superficies inanimadas (Tabla 2.2).

(iv) Conservantes:

Estos son productos químicos antimicrobianos utilizados en el procesamiento de alimentos que incluyen pescado, carne y productos vegetales para retardar o prevenir el deterioro microbiano (Tabla 2.3).

(v) Agentes quimioterapéuticos:

Estos son químicos antimicrobianos, que se pueden usar internamente para controlar enfermedades infecciosas en el hombre y los animales y no son tóxicos para ellos. Estos son comúnmente utilizados como medicamentos.

Estos son de tres tipos: agentes sintéticos, antibióticos y bacteriocinas:

(a) Agentes sintéticos:

La mayoría de los agentes sintéticos se preparan sintéticamente e incluyen 'análogos del factor de crecimiento' como los medicamentos sulfanilamida (sulfanilamida), isoniazida, flurouracilo, bromouracilo y 'quinolonas' como norfloxacina, ácido nalidíxico y ciprofloxacina.

Tabla 2.2: Antisépticos, desinfectantes y esterilizantes de uso común:

Antisépticos

Usos

Alcohol (60-85% de etanol o isopropanol en agua) a

Piel

Compuestos que contienen fenol (hexaclorofeno, triclosán, cloroxilenol, clorhexidina)

Jabones, lociones, cosméticos, desodorantes corporales.

Detergentes catiónicos, especialmente compuestos de amonio cuaternario (cloruro de benzalconio)

Jabones loción

Peróxido de hidrógeno (solución al 3%)

Piel

Compuestos de yodo que contienen yodo en solución (Betadine®)

Piel

Compuestos orgánicos de mercurio (mercurocromo)

Piel

Nitrato de plata

Ojos del recién nacido para prevenir la ceguera por infección por Neisseria gonorrhoeae

Desinfectantes y esterilizantes:

Alcohol (60-85% de etanol o isopropanol en agua)

Desinfectante y esterilizante para instrumentos médicos, superficies de laboratorio.

Detergentes catiónicos (compuestos de amonio cuaternario)

Desinfectante para instrumentos médicos, alimentos y equipos lácteos.

Gas de cloro

Desinfectante para purificación de suministros de agua.

Compuesto de cloro (cloraminas,

Desinfectante para la industria láctea y alimentaria.

hipoclorito de sodio, dióxido de cloro)

equipos y suministros de agua

Sulfato de cobre

Algicida en piscinas, suministros de agua (desinfectante).

Óxido de etileno (gas)

Esterilizante para materiales de laboratorio sensibles a la temperatura, como plásticos

Formaldehído

Solución del 3% -8% utilizada como desinfectante de superficies, 37% (formalina) o vapor utilizado como esterilizante

Gluteraldehído

Solución al 2% utilizada como desinfectante de alto nivel o esterilizante

Peróxido de hidrógeno

Vapor utilizado como esterilizante.

Compuestos de yodo que contienen yodo en solución 3 (Wescodyne)

Desinfectante para instrumentos médicos, superficies de laboratorio.

Dicloruro de mercurio b

Desinfectante para superficies de laboratorio.

Ozono

Desinfectante para agua potable.

Ácido peracético

Solución al 0, 2% utilizada como desinfectante o esterilizante de alto nivel.

Compuestos fenólicos b

Desinfectante para superficies de laboratorio.

(b) Antibióticos:

Estos son productos químicos antimicrobianos producidos por ciertos microorganismos que inhiben o matan a otros microorganismos. Estos son productos naturales, no preparados sintéticamente. Un antibiótico que actúa sobre las bacterias grampositivas y gramnegativas se denomina "antibiótico de amplio espectro". En contraste, un antibiótico, que actúa solo sobre un solo grupo de bacterias, se denomina "antibiótico de espectro estrecho".

Los antibióticos son de los siguientes tipos:

1. Antibióticos β-lactámicos:

Estos antibióticos poseen anillo de β-lactama. Todos ellos son potentes inhibidores de la síntesis de la pared celular.

Incluyen los siguientes:

(yo) Penicilinas: penicilina G (benzilpenicilina producida por el hongo Penicillium notatum), meticilina, oxacilina, ampicilina, carbenicilina

(ii) Cefalosporinas: Ceftriaxona

(iii) Cephamycins

2. Antibióticos aminoglucósidos:

Contienen amino azúcares unidos por enlaces glicosídicos a otros amino azúcares.

Incluyen los siguientes:

(yo) Estreptomicina

(ii) Kanamicina

(iii) Neomicina

3. Antibióticos Micrólidos:

Contienen grandes anillos de lactona conectados a restos de azúcar.

Incluyen los siguientes:

(yo) Eritromicina

(ii) Oleandomicina

(iii) Espiramicina

(iv) Tilosina

4. Tetraciclinas:

Contienen una estructura anular de naftaceno.

Incluyen los siguientes:

(yo) Tetraciclina

(ii) 7-clortetraciclina (aureomicina) (CTC)

(iii) 5-oxitetraciclina (terramicina) (OTC)

5. Compuestos aromáticos:

Contienen estructura en forma de anillo aromático.

Incluyen los siguientes:

(yo) Cloranfenicol

(ii) Novobiocina

(c) Bacteriocinas:

Son productos químicos antimicrobianos producidos por algunas bacterias que matan especies de bacterias estrechamente relacionadas o incluso diferentes cepas de la misma especie.

Incluyen los siguientes:

Colicina

Es producida por la bacteria Escherichia coli.

Subtilisina:

Es producida por la bacteria Bacillus subtilis.

Nisina A:

Es producido por las bacterias del ácido láctico (LAB), Lactobacillus acidophilus.

Tabla 2.3: Conservantes utilizados en el procesamiento de alimentos:

(a) Amoniaco

(b) cloro

(c) Escultura de dióxido.

(d) Ácidos: ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido benzoico y ácido sórbico

(e) Sales de ácidos: formiato de sodio, formiato de potasio, formiato de calcio, acetato de sodio, acetato de potasio, acetato de calcio, diacetato de sodio, propionato de sodio, benzoato de sodio, sorbato de potasio, sorbato de sodio

(f) Sulfitos: sulfito de sodio, sulfito de potasio, bisulfito de sodio, bisulfito de potasio, metabisulfito de sodio, metabisulfito de potasio

(g) Nitratos: nitrato de sodio, nitrato de potasio

(h) Nitritos: nitrito de sodio, nitrito de potasio

(i) Hexametileno tetramina

(j) Ésteres del ácido parahidroxi benzoico.

(k) Peróxido de hidrógeno

(I) Peróxido de fosfato: peróxido de pirofosfato de sodio, peróxido de pirofosfato de potasio, peróxido de hidrógeno fosfato disódico, peróxido de hidrógeno fosfato dipotásico

(m) 5-aminohexahidropirimidinas

(n) Hidroxóxido de tartbutilo