FACTORES FISICOS PARA EL CONTROL DEL CRECIMIENTO BACTERIANO

                                                                             

Fundamentos del control de los microorganismos

Las razones principales para controlar los microorganismos son: prevenir la transmisión de enfermedades, evitar el deterioro de los alimentos y evitar la contaminación tanto en procesos industriales que requieran cultivos puros, como en laboratorios de diagnóstico o investigación.

 

Términos importantes al hablar del control de microorganismos

Esterilización es el efecto de destruir toda forma de vida (un objeto esterilizado es aquel que no posee ninguna forma de vida, ni siquiera esporas)

Agente antimicrobial es un compuesto por lo general químico que mata o interfiere con el crecimiento y actividad de los microoganismos. Se clasifica de acuerdo a su aplicación y a como actúa.

1. El germicida es un agente químico que mata los microorganismos pero no necesariamente las esporas (ejemplo el bactericida,  mata bacterias, el fungicida, mata hongos y el viricida mata los virus).

2.  El agente microbiostático es uno que inhibe el crecimiento de los microoganismos, pero no los mata (ejemplo los agentes bacteriostáticos, inhiben crecimiento bacterial).

3.  El desinfectante es un compuesto que mata microorganismos, pero no necesariamente las esporas. Se aplica sobre objetos inanimados.

4.  El antiséptico es parecido al desinfectante, pero éste se puede aplicar sobre tejido biológico (cuerpo).

 

Condiciones que influyen en la acción microbiana

Hay ciertos factores que tienen que ser considerados a la hora de aplicar agentes químicos o físicos para el control de microorganismos.

Concentración del agente químico Mientras más concentrado esté el agente químico, más rápido se destruirán los organismos.

Intensidad del agente físico Cuanto más intenso es el agente físico (calor o radiación ) más rápidamente mata a los micoorganismos.

Tiempo de exposición A mayor tiempo de exposición, mayor es el número de organismos destruidos.

Temperatura A mayor temperatura se acelera la destrucción de los organismos.

Número de organismos  Mientras mayor sea el número de microorganismos, más tiempo se requiere para destruirlos.

Clase de organismo  Las células vegetativas (las que están metabolicamente activas) son más suceptibles que la esporas bacteriales.

Estado fisiológico de las células  Mientras más viejas sean las células, más rápido se destruyen.

Naturaleza del medio ambiente  Algunos ambientes desfavorecen la destrucción  rápida de los microorganismos, como por ejemplo los medios viscosos.

 

 

Factores físicos para el control de los microorganismos

Temperatura

La temperatura es de suma importancia para el crecimiento de los organismos. A medida que aumenta ésta por encima de la temperatura óptima de crecimiento, mayor es la velocidad  de muerte de los microorganismos. Es por ello que altas temperaturas se usan en el control microbiológico.  Las temperaturas altas pueden aplicarse de dos formas: calor húmedo (con agua) o calor seco.

El calor húmedo es mucho más eficiente que el calor seco, ya que este actúa mediante la coagulación de las proteínas celulares, por otro lado el calor seco destruye la célula por la oxidación de agentes químicos de la célula.

Formas de aplicación de calor húmedo

1. Vapor a presión  Es el calor en forma de vapor saturado a presión, es el agente de esterilización más práctico y más seguro. El  autoclave es el instrumento que se utiliza para aplicar vapor a presión regulada. Se aplica a una temperatura de 121°C durante 15 minutos con 20 libras de presión. El autoclave se utiliza para esterilizar substancias, cierto tipo de cristalería y otros. Productos como grasas o aceites no se deben esterilizar en el autoclave pues el vapor no penetra bien.

2. Tindalización o esterilización fraccionada  Algunas substancias no pueden calentarse a temperaturas mayores de 100°C, ya que su composicón puede alterarse. Para esos casos se utiliza este método que consiste en calentar el material a 100°C tres días consecutivos con periodos de incubación entre ellos, de manera tal que las substancias vuelven a enfriarse. Esto ayuda a destruir las esporas que estén presentes, ya que germinan en los intérvalos de enfriamiento y se destruyen como células vegetativas al subir la temperatura a 100°C.

3. Agua hirviendo  Los materiales contaminados que se tratan con agua hirviendo no quedan esterilizados, sólo desinfectados.

4. Pasteurización  Es un tratamiento de calor controlado el cual es por debajo de los 100°C. El proceso puede ser de 63°C por 30 minutos, a 71°C por 15 segundos o el proceso con temperaturas extremas que es 141° C por 2 segundos. La pasteurización  no destruye todos los organismos.

 

Formas de aplicación de calor seco

1. Horno  Es el instrumento usado para la aplicación del calor seco y se usa cuando no se quiere que los materiales queden humedecidos por vapor.

2. Incineración  La incineración de materiales destruye los microoganismos. Se usa para esterilizar las agujas de inocular y otros materiales, además es una forma de destruir cadáveres.

 

Contrario al calor, las temperaturas bajas o el frío no desnaturalizan las proteínas. Las bajas temperaturas hacen que la reproducción de los microoganismos se detenga, pero no las mata. Se dice que las temperaturas bajas son microbiostáticas, mientras que las temperaturas altas son microbicidas.

 

 

Desecación


La falta de agua detiene los procesos vitales en los microorganimos, por lo cual el crecimeinto se detiene. La desecación se logra evaporando el agua presente para lo cual se usa aire caliente. La preservación de alimentos por secado aún se utiliza.  Esta técnica tiene un efecto microbiostático, pues detiene el crecimiento bacterial, pero no mata los organismos. De hecho los microoganismos pueden preservase por secado. Cuando se seca junto con congelación el proceso se llama liofilización.

 

 

Presión osmótica

La pared celular de las bacterias las protege de cambios en la presión osmótica del medio, pero si la presión osmótica externa es mucha, el organismo puede morir; esto sucede si las concentraciones de solutos en el medio en que crece el organismo son extremos. Altas concentraciones de sal interrumpen los procesos de transporte a través de la membrana y desnaturalizan las proteínas.

 

 

Radiación

Ciertas formas de radiación pueden matar los microorganismos.

1. Radiación ionizante  Los rayos X y gamma tienen un gran poder de penetración y matan los microorganismos formando iones tóxicos. Estos iones afectan toda la bioquímica de la célula. Las esporas bacteriales son más resistentes a los diferentes tipos de  radiación.

2. Luz ultravioleta (UV) La luz UV no tiene poder de penetración, por lo que es útil para matar microorganismos en las superficies. Las radiaciones de luz UV más germicidas son las de largo de onda de 260 nm. El principal modo de acción de la luz UV es la formación de dímeros de timina en la molécula de DNA. La luz UV se utiliza para: esterilizar salas de hospitales, para el mantenimiento de cuartos asépticos para el envasado de medicinas en la industria farmacéutica y para el tratamiento de superficies contaminadas en la industria de alimento y de leche.

 

 

Ondas ultrasónicas (sonicación)

En general, los microorganismos suspendidos en un líquido y somedtidos a la acción de ondas ultrasónicas de altas intensidades (20,000 ciclos/seg.) durante cierto tiempo se destruyen porque se rompe la pared celular y se pierde el contenido de la célula.

 

 

Filtración

La filtración se emplea para esterilizar líquidos o soluciones que se afectan si se les aplica calor (sueros, algunas enzimas, vitaminas, antibióticos). Generalmente se usan filtros que tienen unos poros de 0.2 micras de diámetros. Los poros de este tamaño retienen las bacterias, pero no los virus.

 

 

Factores químicos para el control de microorganismos

El fenol y sus derivados

El fenol se adhiere a superficies inertes y proporciona lo que se llama una desinfección residual. Su acción se prolonga por varias horas. Los compuestos de fenol pueden actuar como microbicidas o microbiostáticos dependiendo de la concentración que se utilice. Los fenoles poseen efecto germicida pues dañan la membrana y desnaturalizan las proteínas bacteriales. Uno de los derivados del fenol se llama cresol; éstos tienen un efecto germicida superior al fenol. Los cresoles se usan en jabones líquidos (ej. lysol es un jabón más un cresol). Otro derivado del fenol es el hexaclorofeno, el cual se usa en jabones  para las manos (en cirugía y hospitales). Un ejemplo de este último es el Phisohex.  El fenol y sus derivados por lo general no matan esporas.

 

Los alcoholes

Los alcoholes dañan la membrana, desnaturalizan las proteínas, disuelven lípidos y deshidratan la célula. La concentración más efectiva de alcohol es el 70% y los más utilizados son el alcohol etílico e isopropílico.

 

Halógenos


Los halógenos actúan sobre los microorganismos oxidando las proteínass y enzimas esenciales. No matan las esporas. Los halógenos más comunmente usados son el cloro y el iodo.

1. El cloro  Es uno de los desinfectantes más usados y es microbicida contra la mayoría de los microorganismos. Se usa para limpiar las aguas contaminadas y se aplica en agua potable.

2. El iodo  Se utiliza comúnmente como un antiséptico y es uno de los mejores que hay para la piel. Se aplica principalmente como tintura de iodo. Es microbicida para la mayoría de los organismos. El iodo también se emplea como iodóforo (compuesto de iodo con otros agentes). Los iodóforos no manchan ni irritan, un ejemplo es el betadine.

 

Metales pesados y sus compuestos

La acción antimicrobial de los metales pesados y sus compuestos se debe a la combinación del ión metálico con proteínas y las enzimas del microorganismo, dañando así el sistema.

1. Compuestos de mercurio  Los más importantes de este grupo son los orgánicos como: mercurocromo, metiolato y metafen. Todos estos se usan como antisépticos y son principalmente microbiostáticos.

2. Compuestos de plata  El más que se usa es el nitrato de plata en solución al 1% y se usa en los ojos de los recién nacidos.

3. Compuestos de cobre  El sulfato de cobre se usa para controlar el crecimiento de algas en las piscinas.

 

 

Tintes

Algunos tintes se usan como agentes selectivos en medios de cultivos por su efecto bacteriostático. Ejemplos de estos tintes son el cristal violeta (violeta geneciana), azul de metileno, eosina, “carbol fuchsin”, verde brillante. Estos tintes inhiben las bacterias Gram+. El modo de acción no está claro, pero se cree que intervienen en los procesos de oxidación celular.

 

Jabones y detergentes

Un jabón es una sal de sodio o de potasio de un ácido graso. Los agentes que reducen la tensión superficial del agua (surfactantes) y que se emplean principalmente para la limpieza de superficies se llaman detergentes (el jabón es un ejemplo de un detergente). Los detergentes se clasifican en catiónicos, aniónicos y no-iónicos. Los detergentes catiónicos son mejores desinfectantes que los demás. Otro nombre con que se conocen a los detergentes catiónicos son cuaternarios de amonio. Estos son bacteriostáticos a bajas concentraciones y bactericidas a concentraciones mayores. Ejemplos de estos compuestos son el Zephiran y el Roccal, que se usan como antisépticos para la piel, además de usarse para el saneamiento de lecherías y plantas elaboradoras de alimentos. Estos compuestos no matan esporas.

 

Acidos

Hay una serie de ácidos orgánicos que se usan como conservantes en muchos alimentos como el ácido acético, ácido benzoico, ácido láctico, ácido propiónico y ácido sórbico. El ácido baja el pH y esto desnaturaliza las proteínas. No matan las esporas.