Esterilización, Desinfección y Pasteurización

Esterilización: Erradicación, remoción, destrucción o inactivación de todo tipo de vida, de tal manera que las células remanentes no puedan reproducirse, es decir, una eliminación de la capacidad de reproducción.

Desinfección: Remoción, destrucción o inactivación de aquellas células que podrían causar deterioro en el medio (no todas las células).

Pasteurización: Remoción, destrucción o inactivación de todos los patógenos viables naturales por medio de tratamiento térmico tanto para sólidos como líquidos.

Resistencia Térmica de Microorganismos

Bacterias y Esporas

• Depende de las temperaturas óptimas de crecimiento.
• Los cocos son más resistentes que los bacilos.
• Bacterias que forman agregados, que poseen cápsulas son más resistentes.
• A mayor contenido lipídico en su membrana mayor resistencia.

Levaduras y Esporas

• Varía con la especie.
• Formas vegetativas de levaduras se destruyen de 50-58 °C por 10 a 15 min.
• Ascosporas de 60 °C de 10 a 15 min.

Hongos Filamentosos y sus Conidias

• La mayoría se destruyen a 60 °C en unos 5-10 min.
• Las esporas asexuales son más resistentes que el micelio 65 a 70 °C de 5 a 10 min.

Tiempos de Exposición al Calor

• Células vegetativas (5-10 min/60 °C)
• Esporas de hongos/levaduras (15 min/80 °C)
• Esporas de Streptomyces (5-10 min/60-80 °C)
• Esporas bacterianas en general (5 min/121 °C)
• Esporas de B. Stearothermophilus (15 min/121 °C)

Transmisión del Calor

El calor se puede transmitir de tres maneras:

• Conducción: las moléculas vecinas intercambian directamente energía molecular desde la sustancia más caliente a la más fría.
• Convección: el calor se transmite debido a movimientos de moléculas en un fluido, debido a cambios en la densidad (convección natural) o a un movimiento forzado.
• Radiación: la energía térmica se transmite por medio de ondas electromagnéticas. La radiación infrarroja es emitida por cualquier cuerpo cuya temperatura sea mayor que 0 Kelvin, es decir, -273,15 grados Celsius.

Tipos de Esterilización

Discontinuos

• Esterilización por cargas
• Bajos volúmenes / flexibilidad
• Variabilidad en la calidad del agua

Continuos

• Grandes volúmenes
• Pocos cambios en el tipo de envase
• Menor variabilidad en la calidad del agua
• Utiliza intercambiadores de calor

Intercambiadores de Calor

Equipos industriales diseñados para que un producto sea calentado o enfriado utilizando otro medio auxiliar (fluido térmico) como fuente o receptor del calor. El vapor es el medio más usado en los procesos de calentamiento, y el agua en los de refrigeración.

Ventajas de los Intercambiadores de Calor

• Relativamente poco costosos.
• Económicos en el uso del espacio y en el consumo de agua.
• Eficientes en el uso de la energía (más del 90% de regeneración de la energía).
• Flexibles en velocidad de producción, variando el número de platos.
• Fáciles de revisar.

Filtros de Membrana (Absolutos)

Son membranas que tienen un determinado tamaño de poros. El tamaño de poros está controlado. Oscilan entre 0.5-1.0 mm y 0.22-0.45 mm. Generalmente son de Polivinilalcohol (PVA).

Ventajas

• Una pequeña caída de presión produce una gran eficiencia.

Desventajas

• Resultan frágiles y de corta vida.
• Las fuentes de aire deben estar libres de aceite.

Filtros Profundos

Se encuentran rellenos de fibra de vidrio que presenta las siguientes ventajas:

• No se comprimen mucho.
• No retienen humedad.
• No es combustible.

El principio de estos filtros es que se produzca un contacto entre los microorganismos y la fibra, este contacto puede ser de diferentes tipos:

• Intercepción directa.
• Impacto por inercia.
• Flujo turbulento del aire.
• Movimientos Brownianos (Difusión).
• Atracción electrostática.

Aislamiento de Microorganismos

Tipos de Fermentación

• Homofermentación: Ej: bacterias lácticas que convierten la glucosa en ácido láctico.
• Heterofermentación: Ej: bacterias lácticas que convierten la glucosa en ácido láctico, etanol y CO2. Clostridium acetobutylicum convierte la glucosa en acetona, etanol, isopropanol y butanol.

Aislamiento de Bacterias del Suelo

1. La muestra de suelo se resuspende en agua estéril, puede ser enriquecido con sustratos presentes en la naturaleza y se incuba por 2 a 12 días a temperatura ambiente.
2. El sobrenadante se diluye 10^-1 a 10^-10 veces.
3. Muestras de estas series de diluciones se siembran sobre varios medios de cultivo y luego se incuban.
4. Se aíslan colonias separadas de distinta morfología y se purifican por resiembra.
5. Los cultivos puros se mantienen en tubos con medio sólido listos para realizar las pruebas de selección.

Aislamiento de Bacterias de Vegetales

Se procede igual que para suelo, la muestra se tiene que realizar con cortes del vegetal y se coloca en agitación utilizando un diluyente apropiado.

Aislamiento de Bacterias del Agua

1. La muestra de agua se filtra.
2. Del sedimento en el papel de filtro se realiza una suspensión utilizando un diluyente.
3. Realizar las diluciones y sembrar en medio de cultivo e incubar.

Se puede realizar aislamientos mediante el método de impresión.

Aislamiento No Selectivo de Actinomycetes del Suelo

1. Muestra de suelo o lodo (secar a temperatura ambiente por 3-10 días y pulverizar).
2. Con la ayuda de una esponja de 16 mm, realizar siembras por impresión por 13 veces en placas con diferentes agares de aislamiento.
3. Incubar las placas a diferentes temperaturas.

Aislamiento Selectivo de Actinomycetes del Suelo

• El pretratamiento de la muestra.
• Empleo de un medio selectivo. Por ejemplo: aislar el género Actinomadura. Un suelo desecado al aire, molido, calentado 100-120 °C por 1 hora y diluido en agua es sembrado en el medio AV Cicloximida y llevados a incubar a 30-40 °C por 20 a 40 días.

Aislamiento a Partir de Vegetales y Material Vegetal

• Considerar las fluctuaciones estacionales y la asociación con las partes del vegetal.
• Partes vegetales, cortar sépticamente, secar por 2 a 7 días, en el agar por implantes o por estrías (partes del vegetal se agitan por 20 minutos a 150 rpm, se realizan diluciones y se siembra).
• La técnica de “Baiting”: Este método aísla a los actinomycetes asociados con las diferentes partes de la planta.

Aislamiento de Actinomycetes del Agua

1. Pretratamiento de la muestra.
2. La muestra se centrifuga (6000xg) o filtra (tamaño del poro de la membrana 0.45 µm).
3. Realizar diluciones seriadas, plaqueo en placas de aislamiento.

Aislamiento de Hongos

Para inhibir el desarrollo de bacterias:

• Incorporar antibióticos.
• Se secan las placas por 3 a 4 días.
• Bajar el pH del medio o adicionando rosa de bengala.

Para inhibir a hongos:

• Antifungales como: nistatina, pimaricina y cicloheximida.
• Fungicidas comerciales como: Botran, Benlate, Captan.
• Agentes no antibióticos: altos niveles de CO₂, sales de propionato de calcio, sales biliares y cristal violeta.

Aislamiento de Hongos del Suelo

• Método de implante.
• Método de dilución en placa.
• Método de impresión.

Aislamiento de Hongos de Plantas

• Método de lavado.

Factores que Determinan Cuántos Aislados Deben ser Examinados para Obtener Cepas con Productividad Superior

• La frecuencia de la mutación.
• El aumento de rendimiento.
• El tiempo requerido para un ciclo de mutación-selección.
• La capacidad de realizar pruebas en el programa de búsqueda.
• Exactitud de la prueba de análisis.