Modelos de Crecimiento Microbiano

APLICACIONES MATEMÁTICAS EN EL CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS

CAROLINA MUÑÓZ PÉREZ

DANIEL RONDÓN CÓRDOBA

ERIKA VARGAS ALZATE

VALENTINA ARBOLEDA FORERO

TRABAJO ESCRITO

PROFESOR

GUSTAVO ADOLFO MUÑOZ MOLINA

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

ESCUELA DE MICROBIOLOGÍA

MICROBIOLOGÍA Y BIOANÁLISIS

MEDELLÍN, ANTIOQUIA

2020

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CONTENIDO

Pág.

INTRODUCCIÓN        3

OBJETIVOS        4

OBJETIVO GENERAL        4

OBJETIVOS ESPECÍFICOS        4

1. ANTECEDENTES        5

2. CRECIMIENTO MICROBIANO        6

2.1. CRECIMIENTO        6

2.2. CURVA DE CRECIMIENTO        9

2.3. FASES DE CRECIMIENTO        9

2.4. CRECIMIENTO EXPONENCIAL        10

2.5. TIEMPO DE GENERACIÓN        11

2.6. FACTORES QUE MODIFICAN EL CRECIMIENTO        12

3. MODELOS DE CRECIMIENTO MICROBIANO        14

3.1. MODELOS DE NIVEL PRIMARIO        14

3.2. MODELOS DE NIVEL SECUNDARIO        14

3.3. MODELOS DE NIVEL TERCIARIO        15

CONCLUSIONES        16

BIBLIOGRAFÍA        17

INTRODUCCIÓN

Los microorganismos como seres vivos que son, necesitan condiciones adecuadas de temperatura, humedad y presencia de nutrientes para desarrollarse. La comprensión de cómo influye el ambiente sobre el crecimiento nos ayuda a explicar la distribución de los microorganismos en la naturaleza y hace posible diseñar estrategias que favorezcan el crecimiento o que nos permita controlarlo. La microbiología predictiva es un concepto naciente en los años 20 y mencionada en los estudios como los llevados a cabo por científicos como Esty y Meyer que aplicaron dicho término en enlatados de alimentos para prevenir la aparición de bacterias. En las últimas décadas, para el estudio de la microbiología, se han incluido como herramientas de análisis el uso de la matemática y la estadística; tales conocimientos se combinan para desarrollar ecuaciones matemáticas que describan la evolución de los microorganismos y para ilustrarlos existe una gran variedad de estudios aplicados en diferentes matrices.

Es decir que a través de la cuantificación y la comprensión del impacto de estos factores en el comportamiento de los microorganismos, es posible generar modelos efectivos que estimen el comportamiento microbiano en un rango amplio de productos. Los modelos matemáticos incluyen ecuaciones de diversos tipos como las polinómicas, logarítmicas, exponenciales, y diferenciales, que se clasifican en modelos primarios, secundarios o terciarios; los cuales después de ser consolidados y aplicados, logran unas predicciones robustas y seguras sobre el comportamiento de los microorganismos, por ejemplo, en el campo de la industria alimentaria.^[1]

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Comprender cómo las aplicaciones matemáticas brindan información cuantitativa en cuanto al crecimiento de microorganismos, facilitando la obtención de datos para evaluar el tiempo de crecimiento y características de un organismo en condiciones específicas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Reconocer la importancia de la microbiología predictiva como herramienta útil para conocer el comportamiento de los microorganismos en diferentes condiciones.

Comprender diferentes conceptos acerca del crecimiento de los microorganismos, su modo de replicación, su ciclo de vida y aquellos factores que les afectan para su correcto funcionamiento.

Identificar diferentes expresiones matemáticas que favorecen y facilitan la obtención de datos  cuantitativos en el crecimiento microbiano.

Entender las diferentes aplicaciones de las matemáticas en el ámbito de la microbiología.

1. ANTECEDENTES 

El concepto de microbiología predictiva está próximo a cumplir 100 años, ya que se pueden encontrar referencias al uso de tal herramienta en la literatura de los años 20, cuando Esty y Meyer establecieron la metodología predictiva para un enlatado seguro de alimentos bajos en acidez para prevenir la aparición de Clostridium Botulinum (Yarce, 2013).

El término con el cual se le conoce es microbiología predictiva, definida científicamente, como el campo de estudio que combina elementos de la microbiología, matemáticas y estadística para desarrollar modelos que además de describir, también predigan matemáticamente el crecimiento o muerte de microorganismos cuando se ven sometidos a factores específicos como: pH, Temperatura (T), actividad de agua (aw), entre otros.^[2]

Según Yarce (2013) años después, en 1930, Scott escribió sobre la industria de la carne de buey y cómo se afectaba la población microbiana en estos alimentos cuando se aumentaba la temperatura. Para la década de los sesenta, la microbiología predictiva logro grandes avances en diferentes campos, se dieron innovaciones en: el control de procesos en la industria del pescado y la prevención del botulismo y otras intoxicaciones microbianas. En la década de los 80, la microbiología predictiva, despertó un nuevo interés, debido a algunos factores tanto científicos como sociales, tales como: el desarrollo de la informática, la alta demanda de alimentos con mejores procesos de higiene y seguridad y la restricción tanto científica como económica, de tener la información cuantitativa microbiológica de diversos procesos industriales y de salud.^[3]

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