Esterilización De Medios De Cultivos

ESTERILIZACIÓN DE MEDIOS DE CULTIVOS

Objetivos:

 Adquirir conocimientos sobre los diferentes métodos de esterilización.

 Realizar un perfil de temperatura para una esterilización discontinua, en autoclave acondicionado especialmente para tal fin.

 Realizar el cálculo del tiempo de mantenimiento, con los datos obtenidos anteriormente y para las condiciones dadas.

Introducción:

Antes de comenzar con los fundamentos teóricos del presente práctico es imprescindible dejar en claro que algunas bacteria producen estructuras inactivas conocidas como endosporas, proceso que recibe el nombre de esporulación. Estas formaciones, que son muy resistentes al calor, a la luz ultravioleta, a los agentes químicos y a la desecación, se denominan “esporas” y se originan en el interior de la bacteria. Cuando las condiciones le son favorables las esporas germinan dando lugar a las “células vegetativas”

Diferenciar muy bien los siguientes conceptos:

• Desinfección: supone la destrucción de los microorganismos vegetativos que puedan causar enfermedades. No mata a las esporas. Se lleva a cabo solamente por medio de sustancias químicas.

• Esterilización: proceso por el cual un medio o un ambiente quedan libres de organismos viables (también. esporas) La esterilización busca minimizar los efectos adversos de los microorganismos contaminantes, que:

1- Consumirían nutrientes, bajando el rendimiento.

2- Podrían liberar metabolitos que inhiban el proceso o compliquen la recuperación de productos.

3- Podrían formar compuestos que descomponen el producto.

Los procesos de esterilización puede llevarse a cabo por:

1. Calor al rojo (flameado); los instrumentos tales como asas y alambres de siembra se esterilizan calentándolas en la llama de un mechero bunsen hasta que se ponen al rojo.

2. Calor seco (aire caliente); se utiliza sobre todo para material de vidrio. Se lleva a cabo en estufa donde se coloca el material a esterilizar bien distribuido, para que circule el aire caliente. Por lo general la temperatura del proceso es de 160-170°C y se deja durante 45 min a esa temperatura.

3. Calor húmedo; es el más difundido, porque posee mayor eficiencia que el calor seco, debido a que las esporas tienen un tenor de agua muy bajo y la humedad que se deposita sobre ellas, aumenta su sensibilidad al calor.

• Vapor a presión (esterilización al autoclave)

• Vapor fluente (tyndalización).

4. Filtración; las bacterias pueden eliminarse de los líquidos haciéndolas pasar a través de filtros con poros muy pequeños que les impide el paso. También se diseñan filtros para la obtención de aire estéril

5. Radiación; el más utilizado en la industria es la radiación ultra violeta, donde el mecanismo de acción de los UV actúa sobre el ADN de los microorganismos produciendo mutaciones que los conduciría a la muerte.

Cinética de esterilización

La destrucción de los microorganismos por acción del calor se asemeja a una reacción cinética de primer orden:

dN N: número de esporas presentes

= k . N (1) k: constante de velocidad.

d  : tiempo de calentamiento

Nf: número final de esporas

Ni: número inicial de esporas.

Integrando la ecuación 1 se obtiene la siguiente “Ecuación de diseño”

ln Ni = k . (2)

Nf

Aplicando logaritmo decimal se obtiene.

k = 2,303 log Ni (3)

 Nf

Diseño de operaciones de esterilización

A) Curvas de supervivencia: Generalmente se trabaja con Bacillus stearotermophilus, de gran resistencia. Para realizar las curvas de supervivencia, a muestras con un determinado Ni, se las somete a calentamiento a temperatura constante, durante distintos tiempos, midiendo luego de cada experiencia, el Nf. Si se grafica se obtiene:

Nf / Ni

105 °C

120 °C



De las pendientes de las rectas se puede calcular k.

k es la constante cinética de destrucción térmica y es propia de cada tipo de microorganismo.

La constante k es función de la temperatura de acuerdo a la relación de Arrhenius:

k0= Constante empírica

k = k0 . e-Ea/R.T Ea= Energía de Activación

R= Constante de los gases

T= Temperatura absoluta

Aplicando logaritmo decimal:

log k = log k0 . Ea / 2,3.RT

log k

- Ea/R

1/T

B) Cálculo de calor de esterilización.

Se realiza un gráfico de temperatura del reactor vs. tiempo, calentando hasta 120 ºC y luego enfriando:

t °C

Enfriamiento

Calentamiento



Con los valores de Temperatura (°K) y teniendo en cuenta que según Arrhenius:

k = k0 . e-Ea/R.T

Obtener todas las k para cada temperatura y realizar la gráfica correspondiente: k vs 

k

k

...