ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
Facultad de Ingeniería Mecánica y Ciencias de la Producción

                      Ingeniería en Alimentos

            FACTORES INTRÍNSECOS Y EXTRÍNSECOS QUE
              AFECTAN AL CRECIMIENTO MICROBIANO

                             TEMPERATURA

       Integrantes:

         Gálvez Jiménez Denisse
         Figueroa Chico Grimaneza
         Tito Uzhca Javier
         Barzallo Sesme Joselyne
Importancia de este factor en el crecimiento microbiano

  La temperatura es uno de los parámetros ambientales más
importantes que condicionan el crecimiento y la supervivencia de
los microorganismos. La temperatura afecta a la velocidad de
crecimiento.




Temperatura Máxima.- por encima de ella no hay crecimiento.
Temperatura Mínima.- por debajo de ella no hay crecimiento .
Temperatura Optima.- permite la máxima tasa de crecimiento
Rangos óptimos de crecimiento para la mayoría de microorganismos




Ejemplos de microorganismos a diferentes rangos de temperatura

   Termófilos (Bacillus stearothermophilus,
                           Mesófilas (Escherichia Coli)   Psicrófilas (Polaromonas
   )                                                      vacuolata)
Tolerancia a condiciones extremas                                    Extermófilos




    La supervivencia de los extremófilos es posible debido a que sus células tienen
    componentes y propiedades particulares. Algunas de estas propiedades se detallan a
    continuación:
      Contienen enzimas estables. Por ejemplo, los termófilos tienen enzimas que no se
    desnaturalizan a altas temperaturas y protegen al ADN para evitar su degradación.
      La membrana celular no es una bicapa de lípidos, como en el resto de los seres vivos,
    sino una Monocapa.
      Los que habitan en sitios muy salinos (halófilos) acumulan sales también
    intracelularmente, y así mantienen un equilibrio osmótico con el medio que los rodea sin
    deshidratarse.
PROTEINAS Y CALIDAD PROTEICA EN
             MICROORGANISMOS
   Proteínas: Macromoléculas
    formadas por monómeros
    de aminoácidos         unidos
    entre    si    por    enlaces
    peptídicos.
   Presentan        4     niveles
    estructurales:
   Primaria: Cadena lineal de
    aminoácidos
   Secundaria: hoja –β, hélice-
    α
   Terciaria: interacciones entre
    hojas–β y hélices-α
   Cuaternaria: proteína con
    mas de una cadena           de
    aminoácidos
PROPIEDADES FÍSICO- QUÍMICAS A.A
•   AA con R no polar o apolar
    (Hidrofóbicos): Poco soluble en agua.

      Hidrocarburos alifáticos : alanina,
       leucina, isoleucina, valina y
       prolina.
      Anillo Aromático: fenilalanina y
       triptofano.
      Azufrado: metionina



•   AA con R polar (Hidrofílicos):Son más
    solubles en agua.

       sin carga (neutro): serina,
       treonina y tirosina (OH);
       asparagina y glutamina (NH2),
       Cisteína (HS)
      Con carga (+) aa básicos: lisina,
       arginina e histidina [CH6N3]+.
      Con carga (-) aa acidos:
       aspártico y glutámico (COO-)
DESNATURALIZACIÓN
 Perdida de
  estructura
  tridimensional y
  actividad biológica.
 Se produce por
  variación de
  temperatura presión,
  pH, etc.
 Puede ser reversible
  o irreversible
FUNCIÓN DE LAS CHAPERONAS
   Función: Asistir a una
    nueva               cadena
    polipeptídica para lograr
    una           conformación
    funcional como proteína y
    apoyar su llegada al sitio
    celular donde cumplirá
    sus funciones.
   Chaperoninas: sirven de
    ayudan a las proteínas a
    lograr     un      correcto
    plegamiento      o     para
    ensamblarse              en
    complejos grandes.
   Usan utiliza la energía del
    ATP
CARACTERÍSTICAS PROTEICAS EN PSICRÓFILOS

   Son capaces de crear
    proteínas anticongelantes
    para bajar el punto de
    congelación del agua
   Las enzimas activas en frio
    poseen una mayor cantidad
    de hélices-α, que hojas –β
   Presentan aminoácidos de
    calidad hidrofóbica que
    aportan flexibilidad a la
    proteína.



                                  Chlamydomonas nivalis
CARACTERÍSTICAS PROTEICAS EN
TERMÓFILOS
  Tienen la ventaja de tener proteínas estables al calor y su adaptación a
este estrés se debe a su alto grado de hidrofobicidad. (aplica ambos).
  Su cadena R apolar puede ser, hidrocarbonada o cíclica.
  Han adaptado mecanismos de desarrollo para que sus proteínas no se
desplieguen, fortaleciendo los enlaces de hidrogeno que une al grupo
carbonilo con el grupo amino en las conformaciones secundarias.
LIPIDOS Y CALIDAD LIPIDICA EN
           MICROORGANISMOS
  Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por
carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes
mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y
azufre.
  Los lípidos sirven como componentes estructurales de membranas
biológicas.
  La membrana debe mantener el grado de fluidez adecuado en un
intervalo de temperatura .
CARACTERÍSTICAS LIPÍDICAS EN PSICRÓFILOS Y
                                TERMÓFILOS
  La membrana de estos microorganismos necesita mantenerse fluida evitando que los
cristales de hielo ocasionen una lisis celular.
  Se caracterizan por tener ácidos grasos insaturados.
  Los Psicrófilos tienen enlaces ester entre el glicerol y los ácidos grasos
  Los Termófilos por lo contrario buscan que sus ácidos grasos tengan puntos de
fusión altas.
  Los termófilos tienen enlaces éter entre el glicerol y los ácidos grasos.
  En estos microorganismos se forma una Monocapa lipídica que son más resistentes
a temperaturas altas
  microorganismos facultativos como los psicotrofos y termotrofos, es que ellos tienen
la potestad para cambiar su nivel de saturación en sus ácidos grasos. Sus ácidos
grasos tienden a saturarse para adaptarse a temperaturas altas y a temperaturas bajas
se tornaran insaturados.
COMO HACEN LOS MICROORGANISMOS PARA QUE SUS
       ESTRUCTURAS CELULARES NO SE DESTRUYAN EN
           AMBIENTES EXTREMOS DE TEMPERATURAS.

  Membrana Citoplasmática.- Es la principal adaptación a la temperatura. Esta
membrana es radicalmente distinta a la conocida para bacterias y eucariotas.
  Todo microorganismo cuida también su calidad integral como el DNA, Es por
esta razón que su estructura química también debe diferir de manera que sea
estable y resistente para soportar condiciones de estrés.
  Los ribosomas como estructuras moleculares también se ven afectados por
estos estreses, y también buscan estabilidad, haciendo cambios que le permitan
sintetizar proteínas normalmente
ESTRUCTURAS GLUCOSIDICAS
  Los glúcidos presentes en las membranas no se encuentran libres, sino que
están unidos covalentemente a los lípidos formando los glucolípidos y a las
proteínas formando las glucoproteínas de membrana.
  Los glucolípidos forman parte de la bicapa lipídica de la membrana celular; la
parte glucídica de la molécula está orientada hacia el exterior de la membrana
plasmática y es un componente fundamental del glucocálix donde actúa en el
reconocimiento celular y como receptores antigénicos.
MICROORGANISMOS PSICOTRÓPICOS
  El termino psicotrópico es usado para referirse específicamente a
microorganismos que son capaces de desarrollarse rápidamente a temperaturas
inferiores a 7°C.
  . Especies como pseudomonas, flavobacteria, alcaligenes, y Bacillus pertenecen
al grupo de los microorganismos psicotrópicos. Este grupo generalmente son no
patógenos, pero en productos como la leche pueden causar una variedad de
sabores, incluyendo sabores a frutas, amargo y rancio.
  Es importante considerar que los microorganismos psicotroficos son una
derivación de los psicrofilos pero no cumplen necesariamente con las mimas
características




  flavobacteria
CRECIMIENTO BACTERIANO EN LECHE HUMANA

   ¿Por qué se realizó el estudio del tema?

•    Presencia de microorganismos bacterianos.

•    No se conoce características del crecimiento bacteriano en leche
    humana.

•    No se conoce el tiempo óptimo de almacenamiento.
MATERIAL Y MÉTODOS DE ESTUDIO

   80 muestras (40 extraídas manualmente y 40 por método de extracción con
    bomba eléctrica).
   Cada muestra se colocó en biberones esterilizados previamente.
   Cada madre realizó la rutina de limpieza y colocación de una bata limpia.
   No se descartaron las primeras gotas de leche extraída.
   Se sembraron las muestras en placas de gelosa sangre y Mckonckey (400
    cultivos en total).
   Se colocaron 40 placas (20 manual y 20 por bomba) en refrigeración y las
    otras 40 placas (20 manual y 20 por bomba) en agua que se encuentra entre
    28 y 30ºC.
RESULTADOS
Contaminación

   Leche recién extraída = 38.8%.
   A nivel de cultivos = 160 positividad total  39 cepas patógenas.
   Tanto en muestras extraídas por bomba o manualmente, no se encontró
    diferencia significativa en la positividad ni en la presencia de gérmenes
    patógenos. Tampoco la hubo en la que se mantuvo a temperatura ambiente
    ni la refrigerada.
   La conservación en refrigeración fue el factor más importante asociado en la
    negatividad de las muestras.

   Hasta 6 horas después no se observó cambios significativos entre cultivos de
    las muestras refrigeradas ni las que se mantuvo a temperatura ambiente de
    organismos que no son patógenos.

   A partir de 6 a 24 horas se encontró diferencia significativa entre ambos
    métodos.
   A partir de las 12 horas en muestras en refrigeración, se activó el efecto
    inhibitorio.

   Hasta 6 horas después de la extracción manual de la muestra, se manifestaron
    las propiedades antibacterianas de la leche.
CONCLUSIONES
   El método de extracción por medio de bomba no es recomendable ya que la
    esterilización de los equipos es más difícil que el simple lavado de manos
    que es menos peligroso.

   La extracción manual y la refrigeración parecen ser los métodos más
    seguros en cuanto a menor contaminación y crecimiento bacteriano hasta las
    72 horas.

   El mantenimiento de la leche a temperatura ambiente debe de ser hasta
    máximo 6 horas en localidades entre 28 y 35ºC.

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Factores que afectan el desarrollo de microorganismos TEMPERATURA

  • 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL Facultad de Ingeniería Mecánica y Ciencias de la Producción Ingeniería en Alimentos FACTORES INTRÍNSECOS Y EXTRÍNSECOS QUE AFECTAN AL CRECIMIENTO MICROBIANO TEMPERATURA Integrantes: Gálvez Jiménez Denisse Figueroa Chico Grimaneza Tito Uzhca Javier Barzallo Sesme Joselyne
  • 2. Importancia de este factor en el crecimiento microbiano La temperatura es uno de los parámetros ambientales más importantes que condicionan el crecimiento y la supervivencia de los microorganismos. La temperatura afecta a la velocidad de crecimiento. Temperatura Máxima.- por encima de ella no hay crecimiento. Temperatura Mínima.- por debajo de ella no hay crecimiento . Temperatura Optima.- permite la máxima tasa de crecimiento
  • 3. Rangos óptimos de crecimiento para la mayoría de microorganismos Ejemplos de microorganismos a diferentes rangos de temperatura Termófilos (Bacillus stearothermophilus, Mesófilas (Escherichia Coli) Psicrófilas (Polaromonas ) vacuolata)
  • 4. Tolerancia a condiciones extremas Extermófilos La supervivencia de los extremófilos es posible debido a que sus células tienen componentes y propiedades particulares. Algunas de estas propiedades se detallan a continuación: Contienen enzimas estables. Por ejemplo, los termófilos tienen enzimas que no se desnaturalizan a altas temperaturas y protegen al ADN para evitar su degradación. La membrana celular no es una bicapa de lípidos, como en el resto de los seres vivos, sino una Monocapa. Los que habitan en sitios muy salinos (halófilos) acumulan sales también intracelularmente, y así mantienen un equilibrio osmótico con el medio que los rodea sin deshidratarse.
  • 5. PROTEINAS Y CALIDAD PROTEICA EN MICROORGANISMOS  Proteínas: Macromoléculas formadas por monómeros de aminoácidos unidos entre si por enlaces peptídicos.  Presentan 4 niveles estructurales:  Primaria: Cadena lineal de aminoácidos  Secundaria: hoja –β, hélice- α  Terciaria: interacciones entre hojas–β y hélices-α  Cuaternaria: proteína con mas de una cadena de aminoácidos
  • 6. PROPIEDADES FÍSICO- QUÍMICAS A.A • AA con R no polar o apolar (Hidrofóbicos): Poco soluble en agua.  Hidrocarburos alifáticos : alanina, leucina, isoleucina, valina y prolina.  Anillo Aromático: fenilalanina y triptofano.  Azufrado: metionina • AA con R polar (Hidrofílicos):Son más solubles en agua.  sin carga (neutro): serina, treonina y tirosina (OH); asparagina y glutamina (NH2), Cisteína (HS)  Con carga (+) aa básicos: lisina, arginina e histidina [CH6N3]+.  Con carga (-) aa acidos: aspártico y glutámico (COO-)
  • 7. DESNATURALIZACIÓN  Perdida de estructura tridimensional y actividad biológica.  Se produce por variación de temperatura presión, pH, etc.  Puede ser reversible o irreversible
  • 8. FUNCIÓN DE LAS CHAPERONAS  Función: Asistir a una nueva cadena polipeptídica para lograr una conformación funcional como proteína y apoyar su llegada al sitio celular donde cumplirá sus funciones.  Chaperoninas: sirven de ayudan a las proteínas a lograr un correcto plegamiento o para ensamblarse en complejos grandes.  Usan utiliza la energía del ATP
  • 9. CARACTERÍSTICAS PROTEICAS EN PSICRÓFILOS  Son capaces de crear proteínas anticongelantes para bajar el punto de congelación del agua  Las enzimas activas en frio poseen una mayor cantidad de hélices-α, que hojas –β  Presentan aminoácidos de calidad hidrofóbica que aportan flexibilidad a la proteína. Chlamydomonas nivalis
  • 10. CARACTERÍSTICAS PROTEICAS EN TERMÓFILOS Tienen la ventaja de tener proteínas estables al calor y su adaptación a este estrés se debe a su alto grado de hidrofobicidad. (aplica ambos). Su cadena R apolar puede ser, hidrocarbonada o cíclica. Han adaptado mecanismos de desarrollo para que sus proteínas no se desplieguen, fortaleciendo los enlaces de hidrogeno que une al grupo carbonilo con el grupo amino en las conformaciones secundarias.
  • 11. LIPIDOS Y CALIDAD LIPIDICA EN MICROORGANISMOS Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno y azufre. Los lípidos sirven como componentes estructurales de membranas biológicas. La membrana debe mantener el grado de fluidez adecuado en un intervalo de temperatura .
  • 12. CARACTERÍSTICAS LIPÍDICAS EN PSICRÓFILOS Y TERMÓFILOS La membrana de estos microorganismos necesita mantenerse fluida evitando que los cristales de hielo ocasionen una lisis celular. Se caracterizan por tener ácidos grasos insaturados. Los Psicrófilos tienen enlaces ester entre el glicerol y los ácidos grasos Los Termófilos por lo contrario buscan que sus ácidos grasos tengan puntos de fusión altas. Los termófilos tienen enlaces éter entre el glicerol y los ácidos grasos. En estos microorganismos se forma una Monocapa lipídica que son más resistentes a temperaturas altas microorganismos facultativos como los psicotrofos y termotrofos, es que ellos tienen la potestad para cambiar su nivel de saturación en sus ácidos grasos. Sus ácidos grasos tienden a saturarse para adaptarse a temperaturas altas y a temperaturas bajas se tornaran insaturados.
  • 13. COMO HACEN LOS MICROORGANISMOS PARA QUE SUS ESTRUCTURAS CELULARES NO SE DESTRUYAN EN AMBIENTES EXTREMOS DE TEMPERATURAS. Membrana Citoplasmática.- Es la principal adaptación a la temperatura. Esta membrana es radicalmente distinta a la conocida para bacterias y eucariotas. Todo microorganismo cuida también su calidad integral como el DNA, Es por esta razón que su estructura química también debe diferir de manera que sea estable y resistente para soportar condiciones de estrés. Los ribosomas como estructuras moleculares también se ven afectados por estos estreses, y también buscan estabilidad, haciendo cambios que le permitan sintetizar proteínas normalmente
  • 14. ESTRUCTURAS GLUCOSIDICAS Los glúcidos presentes en las membranas no se encuentran libres, sino que están unidos covalentemente a los lípidos formando los glucolípidos y a las proteínas formando las glucoproteínas de membrana. Los glucolípidos forman parte de la bicapa lipídica de la membrana celular; la parte glucídica de la molécula está orientada hacia el exterior de la membrana plasmática y es un componente fundamental del glucocálix donde actúa en el reconocimiento celular y como receptores antigénicos.
  • 15. MICROORGANISMOS PSICOTRÓPICOS El termino psicotrópico es usado para referirse específicamente a microorganismos que son capaces de desarrollarse rápidamente a temperaturas inferiores a 7°C. . Especies como pseudomonas, flavobacteria, alcaligenes, y Bacillus pertenecen al grupo de los microorganismos psicotrópicos. Este grupo generalmente son no patógenos, pero en productos como la leche pueden causar una variedad de sabores, incluyendo sabores a frutas, amargo y rancio. Es importante considerar que los microorganismos psicotroficos son una derivación de los psicrofilos pero no cumplen necesariamente con las mimas características flavobacteria
  • 16. CRECIMIENTO BACTERIANO EN LECHE HUMANA  ¿Por qué se realizó el estudio del tema? • Presencia de microorganismos bacterianos. • No se conoce características del crecimiento bacteriano en leche humana. • No se conoce el tiempo óptimo de almacenamiento.
  • 17. MATERIAL Y MÉTODOS DE ESTUDIO  80 muestras (40 extraídas manualmente y 40 por método de extracción con bomba eléctrica).  Cada muestra se colocó en biberones esterilizados previamente.  Cada madre realizó la rutina de limpieza y colocación de una bata limpia.  No se descartaron las primeras gotas de leche extraída.  Se sembraron las muestras en placas de gelosa sangre y Mckonckey (400 cultivos en total).  Se colocaron 40 placas (20 manual y 20 por bomba) en refrigeración y las otras 40 placas (20 manual y 20 por bomba) en agua que se encuentra entre 28 y 30ºC.
  • 18. RESULTADOS Contaminación  Leche recién extraída = 38.8%.  A nivel de cultivos = 160 positividad total  39 cepas patógenas.  Tanto en muestras extraídas por bomba o manualmente, no se encontró diferencia significativa en la positividad ni en la presencia de gérmenes patógenos. Tampoco la hubo en la que se mantuvo a temperatura ambiente ni la refrigerada.
  • 19. La conservación en refrigeración fue el factor más importante asociado en la negatividad de las muestras.  Hasta 6 horas después no se observó cambios significativos entre cultivos de las muestras refrigeradas ni las que se mantuvo a temperatura ambiente de organismos que no son patógenos.  A partir de 6 a 24 horas se encontró diferencia significativa entre ambos métodos.  A partir de las 12 horas en muestras en refrigeración, se activó el efecto inhibitorio.  Hasta 6 horas después de la extracción manual de la muestra, se manifestaron las propiedades antibacterianas de la leche.
  • 20. CONCLUSIONES  El método de extracción por medio de bomba no es recomendable ya que la esterilización de los equipos es más difícil que el simple lavado de manos que es menos peligroso.  La extracción manual y la refrigeración parecen ser los métodos más seguros en cuanto a menor contaminación y crecimiento bacteriano hasta las 72 horas.  El mantenimiento de la leche a temperatura ambiente debe de ser hasta máximo 6 horas en localidades entre 28 y 35ºC.