Medios de Cultivo y Aislamiento de Microorganismos BIT-517 Prof. Manuel Pérez Cuevas mperez@isa.edu.do 829-448-2479 Cultivo de microorganismos • Para el estudio de las microorganismos hay que cultivarlos. • Cultivar microorganismos es proporcionarles las condiciones adecuadas para su crecimiento y multiplicación. • El objetivo es obtener cultivo puros (colonia que se obtiene de una sola célula o espora). • Los microorganismos requieren: • Nutrientes (agua, carbono, nitrógeno, fósforo, potasio, azufre, calcio, otros. • Condiciones ambientales (luz, temperatura, humedad, pH, otros). Cultivo de microorganismos • Hongos crecen a pH de 4.5 a 9. y temperatura de 27 grados Celsius. • Bacterias crecen a pH de 6.5 – 7.5 y temperatura de 37 grados Celsius. ¿Que es un medio de Cultivo? • Es una solución liquida, semisólida o solida de aspecto gelatinoso que contiene los nutrientes básicos para el crecimiento y multiplicación de los microorganismos. Nutrientes en Medios de Cultivo Agua Fuente de Carbono Fuente de Nitrógeno Sales Minerales Fundamental en la solubilización, transporte e hidrólisis de nutrientes. Constituyente más abundante de las bacterias. Esencial en la producción de moléculas (grasas, carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos). Fuentes inorgánicas (CO2) y orgánicas (Azúcares, alcohol). Numerosas fuentes: orgánicas (hidrolizados de proteínas, peptonas) e inorgánicas (nitratos). Síntesis de proteínas. Fosfato, azufre (sulfato), magnesio o calcio Evolución de los Medios de Cultivo Antes de Leewenhoek se observó en pan de comunión una sustancia parecida a la sangre. En 1817 un farmacéutico italiano (Bartholomeo Bizio) confirmó que se trataba de la bacterias Serratia mercescens. Evolución de los Medios de Cultivo En 1860, Pasteur desarrolló un medio de cultivo a base de "sopa de levadura", cenizas, azúcar y sales de amonio. El propósito era crear un medio de fermentación para demostrar que cada fermentación estaba asociada al desarrollo de un microorganismo particular. Evolución de los Medios de Cultivo Koch uso rodajas de patata como soporte nutritivo sólido. Usó de caldo de carne líquido, diseñado por Loeffler. En 1881 le añadió gelatina, logrando un medio sólido transparente. En 1882 el médico alemán Walter Hesse introduce el agar-agar (polisacárido extraído de algas rojas). En 1887, Petri, colaborador de R. Koch, comienza a utilizar placas de cristal planas, que se llaman desde entonces placas de Petri. Evolución de los Medios de Cultivo Beijerinck y Winogradsky, 1888 realizaron sus investigaciones sobre las bacterias quimioautótrofas. Uso de nitrógeno y azufre, tuvieron gran importancia en el desarrollo de los medios selectivos y de enriquecimiento. Evolución de los Medios de Cultivo En 1892 Würtz utilizó los medios diferenciales. Incorporó indicadores de pH a la composición para observar la producción de ácidos en la fermentación en ciertos microorganismos. Clasificación de los Medios de Cultivo • Hay varios criterios: • A) Por su consistencia o estado físico. Líquidos (caldos de cultivo, sin agar, en matraces pequeños). Semisólidos (0.5 % de agar en matraces pequeños). Sólidos (1.5 a 2 % de agar, se preparan en placas de Petri o tubos de ensayo). Clasificación de los medios de cultivo B) Por su función: Selectivos (promueve o inhibe el crecimiento de microorganismos). Diferenciales (Permite distinguir entre diferentes tipos). De enriquecimiento (contiene un nutriente que el microorganismo no puede sintetizar). Clasificación de los medios de cultivo • C) Por su naturaleza: Naturales (su composición no es exactamente conocida) Sintéticos (Se conoce con exactitud su composición). Semisintéticos (Medios sintéticos a los que se le agregan algunos productos naturales). Aplicaciones de los Medios de Cultivo • Diagnóstico clínico en medicina humana y veterinaria. • Detección de microorganismos patógenos a partir de muestras de fluidos, tejidos y excretas y sus toxinas causantes de enfermedades. • Diagnóstico de enfermedades en plantas. • Industria farmacéutica y biotecnológica Cultivo masivo de microorganismos productores de metabolitos (proteínas, factores de crecimiento, aminoácidos, péptidos, antibióticos, etc.) Control de la calidad (en proceso, materias primas, productos terminados, aguas, residuales y ambiente). Aplicaciones de los Medios de Cultivo Industria alimenticia Cultivo de microorganismos productores de sustancias nutritivas y alimentos (proteínas y compuestos saborizantes, entre otros) Obtención de alimentos fermentados (yogurt, quesos y productos alimenticios). Control de la calidad (control de proceso, materias primas, productos terminados, y ambiente) Agricultura y otras industrias Cultivo masivo de microorganismos (obtención de polímeros, azúcares y otros). Control del medio ambiente (aire, suelos). Preparación de Medios de Cultivo Los medios de cultivo comercialmente disponibles se presentan como polvos deshidratados, estériles. Deben conservarse en envases originales bien cerrados. Deben prepararse en material de vidrio limpio y seco. Procedimiento para Preparación de Medios de Cultivo a Calcular la cantidad de polvo según las instrucciones y la cantidad a preparar. b Se pesa sobre papel de aluminio o taras y se vuelca en el recipiente. c Las soluciones con agar, en ocasiones requieren ser calentadas casi hasta ebullición con agitación constante. d e f Los tubos que contengan estas soluciones que serán esterilizadas en autoclave deben contener sólo dos terceras partes de su volumen total ocupado por el líquido para evitar desbordes. En autoclave 15 a 20 min a 121 grados Celsius y 15 psi. Se dejan enfriar (sin solidificarse), se sirven en plagas y se conservan refrigerados. Autoclaves Horizontales Verticales Aislamiento de microorganismos de suelo 1 Tomar 1 gramo de suelo y se coloca en 9 mL de agua peptona estéril (10-1). 2 Se homogeniza y deja reposar por 1 min. para decantar los sólidos. 3 Se realizan diluciones seriadas hasta 10-4. 4 Se realizan diluciones seriadas hasta 10-4. 5 Se coloca en el medio de cultivo (PDA, Agar nutritivo, Rosa de Bengala, otros) desde 0.3 a 1.o ml de las soluciones 10-3 y 10-4. 6 Se esparce en la superficie de la planta con un asa bacteriológica. 7 Se incuban las placas a temperatura ambiente y se evalúa diariamente el crecimiento. Aislamiento de Microorganismos de Suelo Banco de diluciones: disolución seriadas. Preparación de muestra. 1. Se toma 1 ml o 1 gramo de la muestra. 2. Se coloca en 1 tubo con 9 ml de agua destilada estéril (10 -1 ). 3. De la solución (o suspensión) 10-1 se toma 1 ml y se vierte en otro tubo con 9 ml de agua (10-2). 4. Así sucesivamente hasta al menos 10 -4 Siembra por Banco de Diluciones: diluciones seriadas Siembra de microorganismos por agotamiento o estriado superficial. Cultivos Monospóricos de Hongos Cultivos a partir de una espora simple. Se obtuvieron de un cultivo puro. Se le le agregan 20 ml de agua destilada estéril. Con una varilla de vidrio se realiza un raspado del micelio, para remover las esporas. De esta suspensión se realizan diluciones sucesivas de 1:10, 1:100 y 1:1000. Importancia de cultivos monospóricos?... Cultivos monospóricos Cuando no es posible obtener esporas se puede recurrir al cultivo de punta de hifas. Gracias por su atención