1.1 .1 INTRODUCCIÓN HISTÓRICA

Es sorprendente el impacto que causó sobre occidente la idea creada por Aristóteles sobre la generación espontánea, aunque hoy nos parezca absurda fue tomada en tiempos atrás como única verdad sobre el origen de la vida. Esta idea permaneció durante mil años y en ese lapso sufrió grandes cambios, sobre todo los hechos por la Iglesia, gracias a santo Tomás de Aquino (cuyas ideas aún permanecen vigentes), pero no fue sino hasta después de la creación del microscopio cuando la idea de la generación espontánea fue refutada por completo, los experimentos de Francisco Redi, Lazzaro Spallanzani, Luis Pasteur y John Tyndall dieron paso a la desaparición paulatina de la errónea creencia sobre el origen de la vida.

El proceso de la extinción de la generación espontánea inicia con Francisco Redi (1626-1698) cuyos experimentos abren puerta al largo camino que significó un lucha político-religiosa e intelectual. Su inconformidad con las creencias establecidas lo llevaron a poner a prueba la veracidad de las mismas, por lo que ideó un experimento sencillo pero magistral, con el cual pudo comprobar su hipótesis. Redi colocó en varios frascos un trozo de carne; selló la mitad, después de una minuciosa esterilización y dejó abiertos la otra mitad. Al cabo de varios días descubrió que la mitad de los frascos con el trozo de carne y que no habían sido sellados tenían en su interior larvas de moscas deslizándose sobre la carne, en contraste con los otros frascos que a pesar de haberse podrido lo que contenían en el interior, no presentaban larva alguna. Redi realizó otro experimento creyendo que el aire podría ser el culpable de la aparición de las larvas, por lo que haciendo algo similar que en la ocasión pasada, pero con el único detalle de que esta vez no selló los frascos herméticamente, sino que colocó una gasa que impidiera el paso de todo organismo (moscas) pero no el del aire, esperó para ver que sucedía, encontrándose días después con los mismos resultados que el experimento anterior. Estos sencillos resultados pusieron la piedra inicial que marcó el principio de la biogénesis.

Aunque los descubrimientos de Redi sacudieron por completo todas la creencias sobre el origen de la vida, la generación espontánea resultó ser más resistente de lo pensado, esto gracias a los agregados del biólogo inglés John Needham, los cuales hablan sobre fuerzas vitales que animan la materia inerte. Muy a pesar de los descubrimientos de Lazaro Spalanzani la generación espontánea no se vio enterrada sino hasta la llegada de Louis Pasteur y su pasteurización.

Pasteur descubrió que el aire contenía organismos invisibles que eran los culpables de la descomposición de los alimentos, utilizó un matraz de cuello de cisne (matraz Pasteur) con el cual aseguró un libre flujo de aire dentro del matraz, pero no un libre flujo de los microorganismos que éste transportaba, quedando atrapados en un filtro dentro de la “u” del cuello, con este método aseguró que los alimentos perduraran durante tiempos largos sin echarse a perder. Gracias a esto y a los descubrimientos de Lazaro Spallanzani, la generación espontánea quedó bajo tierra, pero fue John Tydall quien colocó el epitafio.

John Tydall estudió física y se interesó mucho en los fenómenos de la luz, con la que pudo estudiar las partículas suspendidas en el aire y que fueron llamadas tiempo atrás por Ferdinan Cohen “bacterias”. Tyndall descubrió que estas partículas desviaban la luz y se dio cuenta de que el proceso de putrefacción estaba estrechamente relacionado con la presencia de estas partículas suspendidas.

Aunque el término bacteria, derivado del griego βακτηριον ("bastoncillo"), no fue introducido hasta el año 1828 por Christian Gottfried Ehrenberg, ya en 1676 Anton van Leeuwenhoek, usando un microscopio de una sola lente que él mismo había construido basado en el modelo creado por el erudito Robert Hooke en su libro Micrographia, realizó la primera observación microbiológica registrada de "animáculos", como van Leeuwenhoek los llamó y dibujó entonces.

Eugenio Espejo (1747-1795) publicó importantes trabajos de medicina, como las Reflexiones acerca de la viruela (1785), el cual se convertiría en el primer texto científico que refería la existencia de microorganismos (inclusive antes que Louis Pasteur) y que definiría como política de salud conceptos básicos de la actualidad como la asepsia y antisepsia de lugares y personas.

La bacteriología (más tarde una subdisciplina de la microbiología) se considera fundada por el botánico Ferdinand Cohn (1828-1898). Cohn fue también el primero en formular un esquema para la clasificación taxonómica de las bacterias.

Louis Pasteur (1822-1895), considerado el padre de la Microbiología Médica, y Robert Koch (1843-1910) fueron contemporáneos de Cohn. Quizá el mayor logro de Pasteur consistió en la refutación mediante cuidadosos experimentos de la por aquel entonces muy respetada teoría de la generación espontánea, lo cual permitió establecer firmemente a la microbiología dentro de las ciencias biológicas. Pasteur también diseñó métodos para la conservación de los alimentos (pasteurización) y vacunas contra varias enfermedades como el ántrax, el cólera aviar y la rabia. Robert Koch es especialmente conocido por su contribución a la teoría de los gérmenes de la enfermedad, donde, mediante la aplicación de los llamados postulados de Koch, logró demostrar que enfermedades específicas están causadas por microorganismos patogénicos específicos. Koch fue uno de los primeros científicos en concentrarse en la obtención de cultivos puros de bacterias, lo cual le permitió aislar y describir varias especies nuevas de bacterias, entre ellas Mycobacterium tuberculosis, el agente causal de la tuberculosis.

Mientras Louis Pasteur y Robert Koch son a menudo considerados los fundadores de la microbiología, su trabajo no reflejó fielmente la auténtica diversidad del mundo microbiano, dado su enfoque exclusivo en microorganismos de relevancia médica. Dicha diversidad no fue revelada hasta más tarde, con el trabajo de Martinus Beijerinck (1851-1931) y Sergei Winogradsky (1856-1953). Martinus Beijerinck hizo dos grandes contribuciones a la microbiología: el descubrimiento de los virus y el desarrollo de técnicas de cultivo microbiológico. Mientras que su trabajo con el virus del mosaico del tabaco estableció los principios básicos de la virología, fue su desarrollo de nuevos métodos de cultivo el que tuvo mayor impacto inmediato, pues permitió el cultivo de una gran variedad de microbios que hasta ese momento no habían podido ser aislados. Sergei Winogradsky fue el primero en desarrollar el concepto de quimiolitotrofía y de este modo revelar el papel esencial que los microorganismos juegan en los procesos geoquímicos. Fue el responsable del aislamiento y descripción por vez primera tanto de las bacterias nitrificantes como de las fijadoras de nitrógeno.

LINEA DEL TIEMPO DE LA MICROBIOLOGIA DE

Hans Janssen (1590-1608) desarrolló el primer microscopio compuesto.

Anton van Leeuwenhoek (1676) fue el primero en observar bacterias o "animálculos".

Francesco Redi (1668) fue el primero en refutar la teoría de la generación espontánea en gusanos.

Spallanzani intentó refutar la teoría de la generación espontánea en microorganismos, pero no convenció.

Albert Kekulé (1798) desarrolló la primera vacuna contra la viruela humana.

Agostino Bassi demostró que una enfermedad del gusano de seda era producida por un hongo.

Miles Joseph Berkeley (1845) descubrió un hongo (Phytophthora infestans) que produce la podredumbre de la patata.

Ignacio Felipe Semmelweis (1847-50) propuso la utilización de antisépticos para evitar la fiebre puerperal.

John Snow (1849) realizó el primer estudio epidemiológico del cólera en Londres.

Louis Pasteur (1861) refutó de manera convincente la teoría de la generación espontánea.

Friederich Miescher (1869) descubrió los ácidos nucleicos (DNA) en el esperma de trucha.

Robert Koch (1876) demostró que el carbunco o antráx era causado por Bacillus anthracis y en 1882 descubrió Mycobacterium tuberculosis.

1884. Publicación de los Postulados de Koch.

1884. Desarrollo de la tinción de Gram.

1885. Louis Pasteur puso a punto una vacuna contra la rabia.

1886. Escherich descubrió Escherichia coli.

Richard Petri (1887) introdujo el uso de las placas Petri en Microbiología.

Beijerinck (1889) aisló bacterias fijadoras de nitrógeno de los nódulos presentes en las raíces de leguminosas.

Sergei Winogradsky (1890) estudió las bacterias del azufre y las bacterias nitrificantes.

Dimitri Ivanovski (1892) demostró que el mosaico del tabaco era producido por un virus.

Shibasaburo Kitasato y Alexandre Yersin demostraron que Yersinia pestis era el microorganismo causante de la peste.

Walter Reed (1990) confirmó que la fiebre amarilla era transmitida por mosquitos, hecho previamente observado por Carlos Finlay en 1881.

Howard Taylor Ricketts (1909) demostró que la fiebre de las Montañas Rocosas era transmitida por garrapatas, aisló el microorganismo causante de la enfermedad (Rickettsia) y murió de dicha enfermedad.

Fritz Schaudinn y Erich Hoffmann (1905) demostraron que Treponema pallidum era el agente productor de la sífilis.

Paul Ehrlich (1910) descubrió el salvarsán, primer agente quimioterapéutico (balas mágicas) frente a la sífilis.

Francis Peyton Rous (1911) descubridor del virus (retrovirus) que produce tumores (sarcoma) en pollos.

Frederick Twort (1915) y Félix d'Herelle (1917) descubrieron los virus que infectan bacterias (bacteriófagos).

1923. Primera edición del Manual Bergey de Microbiología.

Frederick Griffith (1928) llevó a cabo el descubrimiento de la transformación bacteriana.

Alexander Fleming (1928) aisló la penicilina de un cultivo de Penicillium notatum.

Frits Zernike (1933) desarrolló el microscopio de contraste de fases que permite ver microorganismos vivos.

Helmut Ruska (1933) inventó el microscopio electrónico.

Wendell Meredith Stanley (1935) consiguió cristalizar el virus del mosaico del tabaco y permaneció activo después de la cristalización.

Domagk (1935) descubrió las sulfamidas, el primer agente quimioterapeútico.

Oswald Avery , Colin MacLeod y Maclyn McCarty (1944) demostraron que el DNA es el material genético.

Waksman (1944) aisló la estreptomicina de un cultivo de Streptomyces griseus.

Joshua Lederberg y Edward Lawrie Tatum (1946) demostraron la existencia de conjugación en Escherichia coli.

André Michel Lwoff (1950) estudió el fenómeno de la lisogenia.

Alfred Hershey y Martha Chase (1952) demostraron que el DNA era el material genético de algunos virus.

Norton Zinder y Joshua Lederberg (1952) descubrieron el fenómeno de la transducción generalizada.

Joshua Lederberg (1952) introdujo el concepto de plásmido.

James D. Watson y Francis Crick (1953) consiguieron dilucidar la estructura en doble hélice del DNA.

François Jacob y Wollman (1955) demostraron la existencia del plásmido F en Escherichia coli.

Heinz Ludwig Fraenkel-Conrat y Robley Williams (1955) demostraron que el RNA era el material genético del virus del mosaico del tabaco.

François Jacob y Jacques Monod (1961) proporcionaron el primer ejemplo de control de la expresión de genes a nivel de transcripción: modelo del operón.

Marshall Nirenberg y Matthaei (1961) descubrieron que el codón UUU codificaba para el aminoácido fenilalanina, experimento que sentó las bases para la elucidación del código genético.

Har Gobind Khorana completó la elucidación del código genético.

Robert W. Holley (1964) aisló los tRNA, moléculas que incorporan los aminoácidos activados en las proteínas.

Werner Arber , Daniel Nathans y Hamilton Smith (1970) descubrieron los enzimas de restricción, herramientas esenciales para el desarrollo de la Ingeniería Genética.

Bruce Ames (1973) puso a punto un test bacteriano para detectar mutágenos y carcinógenos: Test de Ames.

1976. Aparición en Filadelfia (USA) de la enfermedad de los legionarios.

Woese y George E. Fox (1977) reconocieron las Archeas como el tercer dominio de los seres vivos.

Frederick Sanger (1977) desarrolló el método de los dideoxinucleótidos para la secuenciación del DNA.

Maxam y Walter Gilbert (1977) pusieron a punto un método químico para la secuenciación del DNA.

1979. Producción de insulina humana usando Escherichia coli mediante técnicas de Ingeniería Genética. Se comercializó en 1982.

1979. La Organización Mundial de la Salud declaró la erradicación de la viruela.

Prusiner (1981) descubrió los priones, agentes causantes de la encefalopatía espongiforme bovina y de la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob.

Robert Gallo y Luc Montagnier (1984) llevaron a cabo el aislamiento e identificación del virus del SIDA.

Kerry Mullis (1984) utilizó la Taq polimerasa para llevar a cabo la reacción en cadena de la polimerasa (PCR).

Barry Marshall y Robin Warren (1984) demostraron el papel de Helicobacter pylori en la úlcera de estómago.

Clements y Bullivant (1991) descubrieron Epulopiscium fishelsoni, la mayor célula procariota.1

1992. Las bacterias pueden tener cromosomas lineales. 2

Secuenciación de genoma de Haemophilus influenzae (1995), de Saccharomyces cerevisiae (1996) y Escherichia coli (1997).

Descubrimiento en 1999 de Thiomargarita namibiensis, la bacteria gigante.3

Heidelberg y col (2000) encontraron que Vibrio cholerae tiene dos cromosomas circulares.4

Hopwood y col (2002) realizaron la secuenciación del genoma de Streptomyces coelicolor.5

2002. Aparición en China de la neumonía atípica (síndrome respiratorio agudo, SARS), enfermedad respiratoria producida por un coronavirus.

2003. Aparición en Asia de la gripe aviar producida por el subtipo H5N1 del virus Influenza A que puede transmitirse al hombre.

2004. Secuenciación del genoma de Legionella pneumophila, el microorganismo productor de la enfermedad de los legionarios6

2007. Secuenciación del genoma de Saccharopolyspora erythraea, el microorganismo productor del antibiótico eritromicina.

2009. Aparición en México de un brote de gripe porcina, posteriormente llamada gripe A H1N1.

2009. Se descubre el proceso de esporulación en Mycobacterium.Error en la cita: Error en la cita: existe un código de apertura <ref> sin su código de cierre </ref>

2009. Agosto. Caracterización "in vivo" e "in vitro" del virus H1N1.7

INTRODUCCION A LA MICROBIOLOGIA DE ALIMENTOS

La microbiología de los alimentos es la parte de la microbiología que trata de los procesos en los que los microorganismos influyen en las características de los productos de consumo alimenticio humano o animal. La microbiología de alimentos, por consiguiente, engloba aspectos de ecología microbiana y de biotecnología para la producción de los alimentos.

Se pueden distinguir cuatro aspectos diferentes en la microbiología de alimentos:

1. Los microorganismos como agentes de deterioro de alimentos.

Se considera alimento deteriorado aquel dañado por agentes microbianos, químicos o físicos de forma que es inaceptable para el consumo humano. El deterioro de alimentos es una causa de pérdidas económicas muy importante: aproximadamente el 20% de las frutas y verduras recolectadas se pierden por deterioro microbiano producido por alguna de las 250 enfermedades de mercado.

Los agentes causantes de deterioro pueden ser bacterias, mohos y levaduras; siendo bacterias y mohos lo más importantes. De todos los microorganismos presentes en un alimento sólo algunos son capaces de multiplicarse activamente sobre el alimento por lo que resultando seleccionados con el tiempo de forma que la población heterogénea inicial presente en el alimento va quedando reducida a poblaciones más homogéneas y a, finalmente, un solo tipo de microorganismos que consiguen colonizar todo el alimento desplazando a los demás. Por consiguiente, durante el proceso de deterioro se va seleccionando una población o tipo de micoorganismos predominante de forma que la variedad inicial indica poco deterioro y refleja las poblaciones iniciales.

Existen una serie de factores que «dirigen esta selección» que determinan lo que se denomina resistencia a la colonización de un alimento. Estos factores son:

Factores intrínsecos Tratamientos tecnológicos, Factores extrínsecos, Factores implícitos:.

Estos cuatro factores determinan lo que se denomina resistencia a la colonización de un alimento.

Diferentes tipos de alimentos son diferentemente atacables por microorganismos. Así cada tipo de alimento se deteriora por acción de un tipo de microorganismo concreto estableciéndose una asociacion es, especifica entre el microorganismo alterante y el producto alterado: así, por ejemplo, las carnes son los alimentos más fácilmente deteriorables debido a las favorables condiciones para el crecimiento de microorganismos derivadas de los factores anteriores.Los Microorganismos más comunes causantes de alteraciones en alimentos y productos alimentarios

La presencia de microorganismos que modifican o degradan las características

organolépticas de los productos, aunque no causen intoxicaciones, incapacitan los alimentos para su consumo o disminuyen su vida comercial.

Algunos de los microorganismos causantes de alteraciones que podemos determinar son:

• Coliformes • Bacterias acéticas • Mohos y levaduras• Bacterias lácticas • Microorganismos psicotróficos • Microorganismos esporulados • Micoorganismos halófilos • Miscroorganismos osmófilos

2.-Microorganismos en la producción de alimentos.

Desde los tiempos históricos más remotos se han utilizado microorganimos para producir alimentos. Los procesos microbianos dan lugar a alteraciones en los mismos que les confieren más resistencia al deterioro o unas características organolépticas (sabor, textura, etc.) más deseables.

La mayoría de los procesos de fabricación de alimentos en los que intervienen microorganismos se basan en la producción de procesos fermentativos, principalmente de fermentación láctica, de los materiales de partida. Esta fermentación suele ser llevada a cabo por bacterias del grupo láctico. Como consecuencia de ella, se produce un descenso del pH, lo que reduce la capacidad de supervivencia de especies bacterianas indeseables (principalmente bacterias entéricas), se acumulan en el alimento ácidos orgánicos de cadena corta que, además de su efecto antibacteriano, le confieren características de sabor agradable, y, en cuiertos casos, se acumulan compuestos antibacterianos que reducen la carga microbiana del alimento incrementando su vida media o impiden la germinación de esporas de bacterias Gram-positivas posibles causantes de intoxicaciones alimentarias (por ejemplo: la nisina, bacteriocina producida por ciertas bacterias lácticas, es capaz de inhibir la germinación de esporas de Clostridium botulinum reduciendo el riesgo de intoxicación por la toxina de esta bacteria).

Los alimentos fermentados comprenden productos lácteos, cárnicos, vegetales fermentados, pan y similares y productos alcohólicos.

- Fermentaciones: líquidos, sólidos: aumentan la estabilidad del alimento y mejorar sus cualidades organolépticas.

3.-Los microorganismos como agentes patógenos transmitidos por alimentos

Por otra parte, ciertos microorganismos patógenos son potencialmente transmisibles a través de los alimentos. En estos casos, las patologías que se producen suelen ser de carácter gastrointestinal, aunque pueden dar lugar a cuadros más extendidos en el organismo e, incluso, a septicemias.

Las patologías asociadas a alimentos pueden aparecer como casos aislados, cuando el mal procesamiento del alimento se ha producido a nivel particular; pero suelen asociarse a brotes epidémicos más o menos extendidos en el territorio; por ejemplo, el número de brotes epidémicos asociados a alimentos durante los últimos años en todo el territorio nacional ha oscilado entre 900 y 1000 brotes anuales.

Las patologías asociadas a transmisión alimentaria pueden ser de dos tipos: infecciones alimentarias producidas por la ingestión de microorganismos o intoxicaciones alimentarias producidas como consecuencia de la ingestión de y toxinas bacterianas producidas posr microorganismos presentes en los alimentos. En ciertos casos, pueden producirse alergias alimentarias causadas por la presencia de microorganismos.

En cualquier caso, para que se produzca una toxiinfección es necesario que el microorganismo haya producido:

a) Suficiente número para colonizar el intestino.

b) Suficiente número para intoxicar el intestino.

c) Cantidades de toxina significativas.

Los tipos de microorganismos patógenos con importancia alimentaria comprenden bacterias, protozoos y virus, en el caso de las infecciones alimentarias, y bacterias y hongos (mohos) en el caso de las intoxicaciones.

La presencia de microorganismos patógenos en los alimentos supone un grave riesgo para los consumidores que van a ingerirlos. Debemos garantizar la ausencia de este tipo de microorganismos en los alimentos.

Para que una bacteria pueda causar una infección, además de las condiciones anteriores es necesario que el microorganismo presente un rango de temperaturas de crecimiento compatible con la temperatura corporal de los organismos superiores (40ºC). Esto es la causa de que patógenos vegetales no sean patógenos animales y que la mayoría de psicrófilos y psicrótrofos no sean de gran relevancia en patología.

Por su parte, un virus será patógeno únicamente en el caso de que las células animales presenten los receptores necesarios para que el virus pueda adsorberse a ellas. Esta es la razón por la que hay especificidad de reino entre virus animales, vegetales y bacterianos sin infecciones cruzadas entre reinos.

La procedencia del microorganismo patógeno puede ser de dos tipos: microorganismos endógenos presentes en el interior del alimento, y microorganismos exógenos depositados en la superficie del alimento. Los primeros suelen estar asociados a alimentos animales ya que los patógenos de animales pueden serlo de humanos, mientras que los patógenos vegetales no pueden serlo debido a las diferencias entre ambos tipos de microorganismos.

Por último, debido a la importancia en salud pública de las toxiinfecciones alimentarias, la labor del microbioólogo de alimentos se dirige, en muchos casos, al control destinado a evitar el consumo de productos elaborados en condiciones deficientes y que, por tanto,

sean potencialmente peligrosos. Para ello, ha tenerse en cuenta, a la hora de realizar un análisis microbiológico de alimentos:

a) Las fuentes de contaminación del alimento.

b) Las rutas de infección del patógeno.

c) La resistencia de los patógenos a condiciones adversas.

d) Las necesidades de crecimiento de los patógenos.

e) Minimizar la contaminación y el crecimiento de los microorganismos.

f) Técnicas de detección y aislamiento.

g) Método de muestreo proporcional al riesgo.

Todo lo anterior obliga a la regulación legal de las características microbiológicas de cada alimento, lo que comprende la definición de cada alimento o producto alimentario y las regulaciones sobre la tolerancia del número de microorganismos permisibles. (los llamados valores de referencia).

4. Métodos de preservación de alimentos.

- Tratamiento térmico, Radiación ultravioleta: agentes oxidantes, Radiacción ionizante( rompen moléculas), Modulación de la actividad de agua, Modulación del pH., Potencial de oxido-reducción, Acidos orgánicos, Sales de curado: interacciones complejas, Gases conservantes, Envasado etc.