Microbiología de Alimentos

Es el estudio de los microorganismos, de su biología, suecología y su utilización en la producción de bienesagrícolas o industriales y su actividad en la alteración ydeterioro de dichos bienes.

Morfología

Citología

Fisiología

Ecología

Genética

Bioquímica

Glosario

¿Qué es una cepa y una clona?

Microorganismos en alimentos

Benéficos:

Alterantes:

1) Descomposición

2) Patógenos

3) Intoxicación

Contaminación de Alimentos

Causas:

Medidas higiénicas inadecuadas en la producción, preparación o conservación

Solución:

Reducir la contaminación durante la elaboración

Microorganismos

Bacterias

Eucariotas

Procariotas

ProtozoosHongosAlgas microscópicas

Virus (Agente acelulares)

Archaea

Célula Procariota

Célula Eucariota

• El material genético está libre en el citoplasma.

• Sólo posee ribosomas como orgánulos.• La pared celular esta conformado por

peptidoglucano.• Reproducción asexual “fisión binaria”• Es la célula que presentan las bacterias y

Archaea.

• El material genético está encerrado en una membrana que forma el núcleo.

• Poseen un gran numero de orgánulos rodeados por membrana.

• Algunas no tienen pared celular y si existe posee una estructura química sencilla.

• Reproducción sexual (mitosis) o asexual.• Es la célula que presentan todos los demás seres

vivos.

Procariotas y Eucariotas

Similitudes• Contienen ácidos núcleicos, proteínas, lípidos e hidratos

de carbono

• Mismas reacciones químicas para metabolizar alimentos,producir proteínas y almacenar energía

Diferencias• Localización del ADN

• Estructura de la pared y membrana celular

• Orgánulos rodeados de membrana

• Reproducción

Nomenclatura

La nomenclatura científica asigna dos nombres a cada organismo: genero y epíteto científico (especie).

staphylococcus aureusStaphylococcus aureusS. aureus

Escherichia ColiEscherichia coliE.coli

Theodor Escherich

Bacteria o eubacteria

Características:

• Célula procariota

• Ribosoma 70S• Pared bacteriana de peptidoglucano• Ausencia de esteroles en la membrana.• Ausencia de mitocondrias, RE y AG.• Órganos de movilidad simples• Cromosoma único y plásmidos

Las bacterias pueden ser:

• aerobias o anaerobias • móviles o inmóviles • patógenas• saprofitas

Morfología

Definición:

Es la disciplina que se ocupa del estudio de la forma y la estructura externa

de un organismo o sistema.

Tamaño:

0.2 a 5 µm de diámetro

2 a 8 µm de largo

Formas: cocos (del griego kókkos, grano)

1. Diplococo2. Tetracoco3. Estreptococo4. Estafilococo

bacilos (del latín baculus, varilla)

1. cocobacilos2. bacilo3. diplobacilo4. estreptobacilo

Formas helicoidales: 1. vibrio: ligeramente curvados y en forma de

coma, judía o cacahuete.2. espirilo: en forma helicoidal rígida o en

forma de tirabuzón.3. Espiroqueta: en forma de tirabuzón

(helicoidal flexible).

Diferencia entre Gram positivas y negativas

Gram (+) Gram (-)

• Varias capas de peptidoglucano

• Ácidos teicoicos Poliglicerol fosfato

(ácido lipoteicoico) Poliribitol fosfato

(ácido teicoico de la pared)

• Retiene el colorante cristal violeta (mo de azul-morado)

• Una sola capa de peptidoglucano localizada en el periplasma

• Tiene una membrana lipídica externa Lipoproteínas Lipopolisacáridos (LPS) FosfolípidosProteínas (porina)

• No se tiñe con cristal violeta, pero si con safranina (mo de rosa-rojo)

Ácido teicoico

Ácido lipoteicoico

Porina

Polisacárido OLípído A

LPS

Tinción de bacterias Gram positivas y negativas

Bacterias

• Recubiertas por paredes constituidas por un complejode hidratos de carbono y proteína denominado“peptidoglucano”.

• Reproducción asexual por “fisión binaria”

Mecanismos de transferencia genética

Crecimiento microbiano

“Medios líquidos”

Cantidad de microorganismos Minutos horas

1 0 0

2 30 0.5

4 60 1

8 90 1.5

16 120 2

64 180 3

256 240 4

1,024 300 5

4,09.6 360 6

65,356 480 8

1,048,576 600 10

1,073,700,000 900 15

1,099,500,000,000 1,200 20

281,470,000,000,000 1,440 24

Endosporas o células en reposo:

Son cuerpos deshidratados con una gruesa pared o capas adicionales.

Producidas bajo condiciones adversas para la célula (carencia de nutrientes o falta de agua)

Se forman en el interior de la membrana celular y son liberadas al medio ambiente

Pueden sobrevivir a temperaturas extremas, falta de agua y exposición a muchos compuestos tóxicos y radiaciones.

esporulación o esporogénesis

• Clostridium sp.• Bacillus sp.

Jerarquía taxonómica

BACTERIA

No asignado

Proteobacterias

Gamma-proteobacterias

Enterobacteriales

Enterobacteriaceae

Escherichia

E. coli

Dominio

Reino

Filo

Clase

Orden

Familia

Género

Especie

ClasificaciónManual Bergey: Bacteriología Sistemática

(Bergey's Manual of Systematic Bacteriology)

Antepasado universal

Halófilos extremos

Metanógenos

Hipertermófilos

ARCHAEA

BACTERIA

Bacterias Gram (+)

Cianobacterias

Proteobacterias

Espiroquetas Thermotoga

Bacteroides

PROTEOBACTERIAS

• Sus miembros son bacterias Gram negativas

• Cinco clases (letras griegas):

1. Alfaproteobacterias: Crecen con concentraciones muy bajas de

nutrientes y son bacterias importantes en la agricultura

Rickettsiales Rickettsiaceae Rickettsia R . typhi

2.- Betaproteobacterias: Utilizan como nutrientes los compuestos

obtenidos de la descomposición anaerobia de materia orgánica (gas

hidrógeno, metano y amoníaco).

Neisseriales Neisseriaceae Neisseria N. gonorrheae

3.- Gammaproteobacterias:

Pseudomonadales Pseudomonadaceae Pseudomonas P.aeruginosa

Vibrionales Vibrionaceae Vibrio V. cholerae

Enterobacteriales Enterobacteriaceae

Escherichia E. coli

Salmonella S. typhimurium

Klebsiella K. pneumoniae

4.-Deltaproteobacterias: Microorganismos que son predadores de

otras bacterias y contribuyen en el ciclo del azufre.

5.- Epsilonproteobacterias:

Campylobacterales Campilobacteraceae

Campylobacter C. jejuni

Helicobacteraceae

Helicobacter H. pylori

BACTERIAS GRAM POSITIVAS

Contenido bajo de G + C Contenido alto de G + C

Firmicutes Actinobacteria

Clostridia

Mollicutes

Bacilli

BacilliBacillales Bacillaceae Bacillus B. cereus

Listeriaceae Listeria L. monocytogensBrochothrix B. thermosphacta

Lactobacillales Lactobacillaceae Lactobacillus L. casei

Enterococcaceae

Pediococcus P. parvolus

Enterococcus E. faecium

Staphylococcaceae Staphylococcus S. aureus

Streptococcaceae Lactococcus L. lactisStreptococcus S. thermophilus

Bacterias de interés Biotecnológico• Bacterias fermentadoras

1.- Fermentación lactica (obtención de derivados lácteos y cárnicos)

Streptococcus thermophillus Streptococcus lactis Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus acidophilus Lactococcus lactis Enterococcus faecium Pediococcus parvolus Leuconostoc cremoris

2.- Fermentación acética (vinagre)

Acetobacter aceti

3.- Fermentación alcohólica Lactobacillus sakei

Leuconostoc mesenteroides

Microorganismos

Bacterias

Eucariotas

Procariotas

ProtozoosHongosAlgas microscópicas

Archaea

Hongos

• Célula eucarionte unicelulares (levaduras) o multicelulares (setas)

• Material genético localizado en el núcleo

• No tienen capacidad de fotosíntesis

• Tienen paredes celulares compuestas por “quitina”

• Reproducción sexual o asexual

Hongos filamentosos o carnosos

Tabicadas

Cenocíticas

Hifas vegetativas

Hifas reproductivas o aéreas

El talo: formado por filamentos largos (hifas) de células unidas.

Micelio

Levaduras Son hongos unicelulares no filamentosos de forma

esférica u oval.

Reproducción asexualGemación o brotación (24 células hija) Fisión (2 células hija)

MetabolismoAerobioAnaerobio facultativo

Cicatriz del brote

Célula parental

Brote o yema

Reproducción

Esporas ≠ endosporas

Se forman a partir de hifas aéreas

Sexual (meiosporas): Se producen por la fusión de los núcleos de dos cepas de sexo opuesto de la misma especie.

Zigospora Ascospora Basidiospora

Tipos de esporas asexuales

Esporas asexuales(mitoesporas)

Esporangiósporas

Exógenas

Endógenas(sacos)

Conidiosporas

Artrosporas

Clamidosporas

Blastosporas

Zoosporas

Clamidioconidios

Reproducción asexual/sexual

o Esporangiosporaso Zoosporaso Conidiosporaso Artrosporaso Blastosporas

o Basidiosporaso Zigosporaso Ascosporas

Reino Mycota=Hongos verdaderos

Esquema taxonómica actual (2009) ARNr 18S

Zigomycota

Micelio cenocítico (citoplasma nucleado)

Reproducción sexual:

Zigosporas (formadas de dos gametangios)Zigosporangio (estructuras reproductoras)

Reproducción asexual:

Esporangiosporas

Generos importantes:

Mucor, Rhizopus, Phycomyces.

Rhizopus stolonifer(hongo negro del pan)

Ascomycota 75% de los hongos descubiertos hasta hoy (≈15000 especies)

Son terrestres y sapróbios (obtiene su energía de materia orgánica muerta)

En los grupos más evolucionados se forman ascocarpos o cuerpos fructiferos(esporocarpo)

Hifas septadas con septos uniporados

Reproducción sexual:

Ascosporas

Reproducción asexual:

Conidiosporas

Artrosporas

Clamidiosporas

Importantes para la industria

Levaduras (Saccharomyces cerevisiae)

Hongos filamentosos (Aspergillus sp)

Basidiomycota Hongos macroscópicos: setas

Características:

Son terrestres

Hifas septadas

Reproducción sexual:

Basidiosporas haploides externas formadas en estructuras reproductoras llamadas basidios.

Reproducción asexual:

Conidiosporas (artrosporas)

Hongos comestibles (el basidiocarpo es el cuerpo fructifero)

Pleurotus ostreatus Agaricus bisporus

Aplicaciones biotecnológicas

Aplicaciones biotecnológicas

Comparación

Bacteria Hongos

Tipo celular Procariota Eucariota

Reproducción asexual Sexual y asexual

Pared celular Contiene peptidoglucano Glucanos, mananos, quitina (sin peptidoglucano)

Membrana celular Carecen de esteroles Contiene esteroles

Adquisición de alimentos

Difusión Absorción

Esporas Endosporas(no reproductivas)

Esporas reproductivas

Vacuola Ausente Presente

Cloroplastos Ausente Ausente

Metabolismo Heterótrofos y autótrofos Heterótrofos

Virus• Carecen de estructura celular

• El material genético esta formado por un solo tipo de ácidonucleico (ADN o ARN) y esta protegido con una cubierta proteica.

• Se reproducen con la maquinaria celular de otros organismos.

• Se consideran formas vivas cuando se encuentran dentro delhuésped.

• Poseen pocas o ninguna enzima metabólica propia y son sensiblesal interferon

Ciclo reproductivo de los virus (Transducción) 1-Adsorción2-Penetración,3-Desnudamiento4- Multiplicación (4a-transcripción, 4b-traducción, 4c-replicación)5-Ensamblaje 6-Liberación